燃氣無線抄表系統的製作方法

2023-09-15 08:42:55

專利名稱：燃氣無線抄表系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子儀器技術領域，特別涉及一種燃氣無線抄表系統。
背景技術：
能源表計數據抄送問題已成為能源供應部門亟需解決而又得不到切實解決的問 題。在行業信息化的過程中，能源表計數據的自動化抄送具有非常重大的意義，因為能源表 計數據是能源部門銷售過程中的最原始的數據，這個數據的準確度和及時性，直接影響了 行業內部的其它信息化水平。傳統的手工抄表，費時、費力，而且準確性和及時性得不到可靠的保障，而傳統遠 傳抄表系統(即脈衝遠傳、脈衝無線和直讀遠傳)雖然能夠克服上述局部問題，但是也存在 以下缺點
1、脈衝遠傳(即脈衝計量+有線傳輸)系統，系統必須永久供電，若斷電會造成系統少計 的現象，由於系統需長期供電，造成電力資源浪費，而且脈衝遠傳+有線傳輸的方式其布線 施工強度大，系統維護難度大。2、脈衝無線(即脈衝計量+無線傳輸)系統，其表具採用脈衝累計計量，電池必須永 久供電，系統不能長期工作；而且該系統的無線傳輸採用普通的單向或雙向的點對點射頻 模塊，受安裝現場環境的影響，此類無線傳輸成功率低，且穩定性低。3、直讀遠傳(即直讀計量+有線傳輸)系統，由於系統採用有線傳輸，其布線施工強 度大，系統線路出現故障後核查難度大，而且在舊城改造或其它舊錶更換時，無法採用該系 統。可見，上述的抄表系統都存在數據不準、維護量大、施工難度大等難點，這些導致 了能源信息管理不能更好的實現。因而現有能源抄表技術還有待改進和提高。

發明內容
鑑於上述現有技術的不足之處，本發明的目的在於提供一種燃氣無線抄表系統， 能通過直讀無線表自動組網，將其燃氣表的機械讀數經紅外光電直讀技術轉換後的計數數 據和其它直讀無線表採集的數據發送給採集裝置，從而實現準確、迅速、可靠的自動抄表。為了達到上述目的，本發明採取了以下技術方案
一種燃氣無線抄表系統，其中，包括用於採集燃氣的計數數據，並將該計數數據以無 線的方式傳輸給計數採集裝置的直讀無線表；用於收集所述計數數據的計數採集裝置；所 述直讀無線表與計數採集裝置無線連接；其中
所述直讀無線表至少為兩個，各個直讀無線表之間以無線的方式連接；直讀無線表還 用於接收相鄰的直讀無線表採集的計數數據，並將該計數數據發送給計數採集裝置。所述的燃氣無線抄表系統，其中，直讀無線表的殼體內設置有 用於採集燃氣的計數數據的光電直讀計數器；用於傳輸計數數據的無線模塊； 用於給直讀無線表供電的電池； 用於收發信息的天線；
所述電池、光電直讀計數器和天線分別與無線模塊連接。所述的燃氣無線抄表系統，其中，所述無線模塊包括MCU晶片和無線晶片，該MCU 晶片與無線晶片連接。所述的燃氣無線抄表系統，其中，所述直讀無線表為4096個，這些直讀無線表構 成多條無線傳輸通路，且每條傳輸通路上設置有8個直讀無線表。所述的燃氣無線抄表系統，其中，直讀無線表的殼體內設置有用於容納光電直讀 計數器的計數器腔和用於密封該計數器腔的第一密封圈。所述的燃氣無線抄表系統，其中，直讀無線表的殼體內設置有用於容納電池和無 線模塊的電池腔和用於密封該電池腔的第二密封圈。所述的燃氣無線抄表系統，其中，天線為直灣式整體上下旋轉方式的天線，在天線 和直讀無線表殼體之間設置有天線密封圈。所述的燃氣無線抄表系統，其中，所述計數採集裝置為手抄器或者集中器。所述的燃氣無線抄表系統，其中，MCU晶片採用STM8L系列的集成晶片。所述的燃氣無線抄表系統，其中，無線晶片採用型號為SX1212的集成晶片。本發明提供的燃氣無線抄表系統通過直讀無線表採集燃氣的計數數據，並將該計 數數據無線傳輸給計數採集裝置，這些直讀無線表在該系統中自動組網，可接收其相鄰的 直讀無線表發送的計數數據，並將其發送給計數採集裝置，達到了多級數據可靠的傳輸，提 高了系統的可靠性，而且通過無線方式傳輸數據無需布線，使得安裝施工和系統的維護簡 單，降低了施工和維護成本。本發明提供的燃氣無線抄表系統，通過循環交織檢錯編碼計數，確保了計數數據 的準確性，電池只需在抄表的瞬間對直讀無線表供電，無需對直讀無線表長期供電，採用了 低功耗的無線晶片，大大延長了電池的使用壽命，從而大大降低了系統的維護費用。同時，直讀無線表的光電直讀計數器安裝在計數器腔中，並將安裝無線模塊和電 池的電池腔與計數器腔分開，在維修時，只需打開電池腔更換電池和無線模塊，確保計數器 腔中的元件器不被氧化，計數器窗口永久沒有霧氣等特點。


圖1為本發明較佳實施例提供的燃氣無線抄表系統的框圖。圖2為本發明較佳實施例提供的燃氣無線抄表系統的網絡拓撲圖。圖3為本發明較佳實施例提供的直讀無線表的結構框圖。圖4為本發明較佳實施例提供的直讀無線表的電路圖。圖5為本發明較佳實施例提供的直讀無線表結構示意圖。圖6為圖5去除電池、光電直讀計數器後的結構示意圖。
具體實施例方式本發明提供一種燃氣無線抄表系統，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體 實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。請參閱圖1，其為燃氣無線抄表系統的框圖，本發明實施例提供的燃氣無線抄表系 統包括直讀無線表11和計數採集裝置21。所述直讀無線表11至少為一個，且與計數採集 裝置21以無線的方式連接，用於採集燃氣的計數數據，並將該計數數據以無線的方式傳輸 給計數採集裝置21，所述計數採集裝置21用於收集各個直讀無線表11的計數數據，然後將 這些計數數據傳輸給燃氣基站，燃氣基站再根據各個直讀無線表11的計數數據進行計費。在該燃氣無線抄表系統中，至少使用兩個直讀無線表11，各個直讀無線表11之間 以無線的方式連接，所述直讀無線表U還可用於接收與其相鄰的直讀無線表11採集的計 數數據，並將該計數數據發送給計數採集裝置21。直讀無線表11還可將其它直讀無線表 11的計數數據發送給其相鄰的直讀無線表11，這樣一級一級傳遞數據，直到將這個計數數 據傳輸給計數採集裝置21。本發明實施例提供的燃氣無線抄表系統中，所述直讀無線表11為4096個，這些直 讀無線表11構成多條無線傳輸通路，且每條傳輸通路上設置有8個直讀無線表11。因此 直讀無線表11具有8級路由功能，每個直讀無線表11在每條無線傳輸通路上可至少傳遞 8個直讀無線表11的計數數據進行傳輸，從而實現了遠距離採集數據，即使安裝在隱蔽處、 死角處(通過傳統方式無法採集到數據的地方)的直讀無線表11採集的計數數據也能迅速 地傳輸給計數採集裝置21。在本實施例方式中，每個燃氣無線抄表系統中的直讀無線表11的數量，及每條傳 輸通路上的直讀無線表11的數量可根據安裝環境和傳輸距離來確定。為了確保抄表的準 確性和計數數據傳輸的速度，燃氣無線抄表系統中的直讀無線表11優選為IOM個，且每條 傳輸通路上的直讀無線表11不超過8個。請一併參閱圖2，圖2為燃氣無線抄表系統的網絡拓撲圖。在圖2中，每個圓圈均 表示一個直讀無線表11，方框表示計數採集裝置21。在燃氣無線抄表系統中，直讀無線表11呈蜂窩狀分布。在該燃氣無線抄表系統中 每個直讀無線表11代表一個節點，直讀無線表11利用收發場強判決鏈路的質量，從而決定 組網條件。從中圖2可以看出，每個節點具有多條傳輸路徑，一個節點支持多個父節點，任 意節點都可以作為父節點，因此每個直讀無線表11的功能都相同，從而無線網絡可以合理 的選擇路由路徑，或者人為選擇路徑組網。譬如，在圖2中粗圓圈表示的直讀無線表11在傳輸計數數據時，具有多條傳輸通 路，該直讀無線表可根據收發場強來選擇粗箭頭指示的傳輸通路，只需經過3級路由到達 計數採集裝置21，從而實現迅速傳輸數據。當該無線傳輸通路上有一個直讀無線表11被佔 用時，它可及時將計數數據轉遞到其它傳輸通路進行數據傳輸。在本發明實施例提供的燃氣無線抄表系統中，當有新的直讀無線表11需要加入 系統時，只需確保該直讀無線表11在無線網絡的覆蓋範圍內，系統便能識別該節點(即直 讀無線表11)的ID (IDentity，身份標識號碼)，自動將該直讀無線表11加入燃氣無線抄表 系統的無線網絡中。本實施例中，在計數採集裝置21收集直讀無線表11的計數數據時，由計數採集裝 置21自動識別直讀無線表11的ID，將直讀無線表ID和計數數據同時發送給燃氣基站。
本發明直讀無線表11可自動組網，還可人為組網，所述計數採集裝置21為手抄器 或者集中器，因此本發明實施例提供的燃氣無線抄表系統，在系統組網時可根據不同的安 裝環境，選擇計數採集裝置。具體可為多個直讀無線表11和一個手抄器組成的燃氣無線抄 表系統，或者為多個直讀無線表11和一個集中器構成的燃氣無線抄表系統。其中，當燃氣無線抄表系統採用手抄器抄表時，通過手抄器向各個直讀無線表11 發送抄表指令，然後由各直讀無線表11將其計數數據發送給手抄器。當燃氣無線抄表系統 採用集中器抄表時，通過燃氣基站遠程伺服器控制集中器發送抄表指令，然後由各直讀無 線表11將其計數數據發送給集中器。請一併參閱圖3和圖4，在直讀無線表11的殼體內設置有光電直讀計數器111、無 線模塊112、天線113和電池114，所述電池114、光電直讀計數器111和天線113分別與無 線模塊112連接。其中，所述電池114為高能量鋰來電池114，用於給整個直讀無線表11供電，天線 113則用於收到信息。所述光電直讀計數器111包括紅外光電直讀計量模塊和機械計數器， 用於對燃氣表的機械讀數經紅外光電直讀技術轉換後得到燃氣的計數數據。該光電直讀計 數器111通過循環交織糾檢錯編碼，在抄表瞬間獲取抄表計數數據，確證了計數數據的準 確性，因此，直讀無線表11隻需在抄表的瞬間對紅外光電直讀計量模塊供電，保證了電池 114的長久供電，延長了電池114的使用壽命。所述無線塊包括MCU晶片(圖中未示出)和無線晶片(圖中未示出)，用於傳輸計數 數據及根據收發場強自動組網。其中，MCU晶片採用STM8L系列的集成晶片，譬如ST公司生 產的型號為STM8L101F3的晶片和型號為STM8L151成晶片。無線晶片可採用型號為SX1212 的集成晶片。STM8L101F3晶片和STM8L151晶片為一款低功耗單片機，SX1212晶片為低功耗無 線晶片，該晶片通過SPI接口(高速同步串行口)與單片機通訊，並通過UART接口(通用接收 /發送異步傳輸信息的串口)與外部分終端通訊。並且，該SX1212晶片是一款高性能射頻晶片，其發射電流為35mA@10mW、接收電 流為2. 8mA@5Kbps、休眠電流為1. 5uA，該晶片具有穿透能力強，距離遠(其傳輸距離可達 800m)等特點。直讀無線表11正常待機時採用1秒打開一次的方法接收數據，光電直讀計數器 111採用高效的循環交織糾檢錯編碼，最大可以糾MbitS連續突發錯誤，其編碼增益高達 3dBm,抗突發乾擾和靈敏度都非常高，保證準確抄表，無線傳輸的可靠、穩定和長久工作。本發明實施例的提供的燃氣無線抄表系統，在直讀無線表11的殼體內設置有計 數器腔115和電池腔116，如圖5和圖6所示。所述計數器腔115用於容納光電直讀計數器 111，電池腔116用於容納電池114和無線模塊112，並且將該計數器腔115與電池腔116分 開隔開來，在更換電池114時，只需開啟電池腔116即可。優選地，在計數器腔115的周圍設置有用於密封該計數器腔115的第一密封圈 117，使計數器腔115內保持真空狀態，確保計數器腔115的元器件不被氧化，使計數器窗口 永久沒有霧氣。進一步地，在電池腔116的周圍設置有用於密封該電池腔116的第二密封圈118， 可使電池114自放電減少，進一步延長電池114的使用壽命。
請再次參閱圖5和圖6，天線113為直灣式整體上下旋轉方式的天線，該直彎式天 線改變了傳統固定棒式和移動吸盤式的天線113設計，在運輸、安裝直讀無線表11時不易 損壞天線113，而且該天線還具有接收增益好等特點。並且，在天線113和直讀無線表11殼 體之間設置有天線密封圈119，進一步提高無線直讀表的密封性能。綜上所述，本發明提供的燃氣無線抄表系統通過直讀無線表採集燃氣的計數數 據，並將該計數數據無線傳輸給計數採集裝置，這些直讀無線表在該系統中自動組網，可接 收其相鄰的直讀無線表發送的計數數據，並將其發送給計數採集裝置，達到了多級數據可 靠的傳輸，提高了系統的可靠性，而且通過無線方式傳輸數據無需布線，使得安裝施工和系 統的維護簡單，降低了施工和維護成本。該燃氣無線抄表系統無需設置單獨的路由器，實現 了即在即用。本發明提供的燃氣無線抄表系統，通過循環交織檢錯編碼計數，確保了計數數據 的準確性，電池只需在抄表的瞬間對直讀無線表供電，無需對直讀無線表長期供電，而且還 採用了低功耗的無線晶片，大大延長了電池的使用壽命，從而大大降低了系統的維護費用。同時，直讀無線表的光電直讀計數器安裝在計數器腔中，並將安裝無線模塊和電 池的電池腔與計數器腔分開，在維修時，只需打開電池腔更換電池和無線模塊，確保計數器 腔中的元件器不被氧化，計數器窗口永久沒有霧氣等特點。可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案及其發 明構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬於本發明所附的權利要求的保 護範圍。
權利要求
1.一種燃氣無線抄表系統，其特徵在於，包括用於採集燃氣的計數數據，並將該計數數據以無線的方式傳輸給計數採集裝置的直讀 無線表；用於收集所述計數數據的計數採集裝置； 所述直讀無線表與計數採集裝置無線連接；其中所述直讀無線表至少為兩個，各個直讀無線表之間以無線的方式連接；直讀無線表還 用於接收相鄰的直讀無線表採集的計數數據，並將該計數數據發送給計數採集裝置。
2.根據權利要求1所述的燃氣無線抄表系統，其特徵在於，直讀無線表的殼體內設置有用於採集燃氣的計數數據的光電直讀計數器； 用於傳輸計數數據的無線模塊； 用於給直讀無線表供電的電池； 用於收發信息的天線；所述電池、光電直讀計數器和天線分別與無線模塊連接。
3.根據權利要求2所述的燃氣無線抄表系統，其特徵在於，所述無線模塊包括MCU晶片 和無線晶片，該MCU晶片與無線晶片連接。
4.根據權利要求1所述的燃氣無線抄表系統，其特徵在於，所述直讀無線表為4096個， 這些直讀無線表構成多條無線傳輸通路，且每條傳輸通路上設置有8個直讀無線表。
5.根據權利要求2所述的燃氣無線抄表系統，其特徵在於，直讀無線表的殼體內設置 有用於容納光電直讀計數器的計數器腔和用於密封該計數器腔的第一密封圈。
6.根據權利要求2或5所述的燃氣無線抄表系統，其特徵在於，直讀無線表的殼體內設 置有用於容納電池和無線模塊的電池腔和用於密封該電池腔的第二密封圈。
7.根據權利要求2所述的燃氣無線抄表系統，其特徵在於，天線為直灣式整體上下旋 轉方式的天線，在天線和直讀無線表殼體之間設置有天線密封圈。
8.根據權利要求1所述的燃氣無線抄表系統，其特徵在於，所述計數採集裝置為手抄 器或者集中器。
9.根據權利要求3所述的燃氣無線抄表系統，其特徵在於，MCU晶片採用STM8L系列的 集成晶片。
10.根據權利要求3所述的燃氣無線抄表系統，其特徵在於，無線晶片採用型號為 SX1212的集成晶片。
全文摘要
本發明公開了一種燃氣無線抄表系統，其包括用於採集燃氣的計數數據，並將該計數數據以無線的方式傳輸給計數採集裝置的直讀無線表；用於收集所述計數數據的計數採集裝置；所述直讀無線表與計數採集裝置無線連接；所述直讀無線表至少為兩個，各個直讀無線表之間以無線的方式連接；直讀無線表還用於接收相鄰的直讀無線表採集的計數數據，並將該計數數據發送給計數採集裝置。本發明通過直讀無線表採集燃氣的計數數據，並將該計數數據無線傳輸給計數採集裝置，這些直讀無線表在該系統中自動組網，一對多傳輸數據，達到了多級數據可靠的傳輸，提高了系統的可靠性，而且通過無線方式傳輸數據無需布線，使得安裝施工和系統的維護簡單。
文檔編號G08C17/02GK102142188SQ201110086628
公開日2011年8月3日 申請日期2011年4月7日 優先權日2011年4月7日
發明者劉洪 , 張貴明, 高中華 申請人:深圳資江實業有限公司