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zigbee在无线抄表(水表、电表、气表、热表)中应用
作者:admin   时间:2017-05-04 19:43  来源:未知  浏览:次

一、 Zigbee无线抄表简介

 

珠海市骏锐科技辽宁福彩网长距离、低复杂度、低功耗、低成本的zigbee无线通信系统适合于承载数据流量较小的业务和各种自动控制、监测、跟踪及远传控制领域远程采抄水,电,气,热表的首选。

Zigbee 技术服务于远程抄表所产生的意义:

普通型传感器必须用电缆与中央指挥系统相连接,造价高,且不便操作。每月水表、电表入户抄表收费给用户和抄表人员带来很多麻烦,且不安全。为了有效解决入户抄表收费存在的诸多弊端,提高效率,避免入户抄表引发的不安全因素(如冒充收费人员入室抢劫),避免用户受到打扰(如在家休息时)和杜绝拖欠费用等情况\, 采用ZIGBEE 智能无线网络的远传抄表能有效克服了上述缺点。

Zigbee无线抄表系统采集稳定、可靠、方便、实用。安装费用低廉,维护简单,无优升级,不需要租用公网,也无须巨额运行费用。这是现代智能集抄系统的最优解决方案!

系统包括三个部分:数据采集发送模块,中心收发模块和与集中落地模块,数据采集发送模块和中心收发模块都是由高度集成的微功率单芯片无线收发机和单片机制成,它们的体积都非常小,单芯片收发机还可有一个全世界独一无二的厂家编号(烧录在芯片中),这个单芯片收发机还具有接收信号强度指示功能(RSSI)。新系统的智能卡和读写器,使用的是无需申请的2.4G  ISM免费频段,而且都满足国家对2.4G频道无线产品的相关规定。 

二、 Zigbee无线抄表系统说明

一、系统结构

1、系统整体网络结构:

社区整体组网结构 

黄色为每家每户与三表对接的无线数据采集发送模块(SC8836A或SC8836b),当采集模块接收到水表脉冲信息,即发送至就近骨干收发模块。 

红色为骨干收发模块(SC8836B)组建社区zigbee骨干网络,可按在大楼外墙壁上,与需要采集的建筑物相对,也可安装在小区照明电杆上,或者屋顶上。每一个采集点负责采集几十到几百个,甚至上千个水电气表的数据,具体采集数量的多少,取决于小区的建筑环境和具体情况。上图为虚拟设计图,在实际应用中,根据现场环境部署增减骨干采集收发模块数量。骨干模块在社区以无线(也可采用有线连接)方式自组成社区骨干网络。 

蓝色定义一台为中心模块,其他模块接收到抄表信息发送或中继发送至中心模块。中心模块本地存储或通过GPRS广域网传送至远端计费系统。

2、系统组网拓扑:

    水表与我公司zigbee无线数据采集发送模块(SC8836A或SC8836b)对接,水表输出0~3v方波(脉冲)与采集发送模块TTL接口互联。表每发送一个脉冲,触发zigbee模块向骨干采集模块发送数据,骨干数据采集模块接收到信息,返回确认信息。水表端接收到返回信息即进入省电休眠状态。

    使用SC8836B集中数据采集模块,采集到的来自所有它管辖范围内的水表的数据,进行打包,并通过如下几种方式传给监控中心:

A. 在每一个SC8836B中,安装一个GPRS或 CDMA1X终端模块,利用移动通信网传往管理计费中心,或其它指定地点;

B。 利用SC8836B模块自身的无线数据中转功能,将所有SC8836B所采集到的数据汇集到某一个采集节点,再通过其它有线或无线的网络传往管理计费中心,包括互联网,宽带网或移动网;个别联网不方便的数据采集点,可单独使用一个GPRS或 CDMA1X终端模块直接传输。

C. 利用485总线将一个小区的所有SC8836B采集点连接在一起,然后再通过其它有线或无线的网络传往管理计费中心,包括互联网,宽带网或移动网。

    中心采集模块也可在本地设置存储设备,由抄表人员定期采用手持终端进行一次性抄表工作。

    所有设备都具备定时自检信息发送,确保设备运行良好。和电池低压报警信号的发送,在电池余量到达设定范围,即向管理系统发送低压告警信号,提示更换电池,保证设备正常运行。

三、 系统硬件设备介绍

1、zigbee无线采集发送模块A(SC8836A)

    频率:2.4 GHz–2.488 GHz 免费频段\,83个频道,3822个信道, 32/64位 PN 码 
    接收灵敏度:-97dBm
    输出功率:可达 +4dBm 
    控制单片机配置: Atmega88 
    自身通信距离: 150/ 250米(仅指 SC8836A 与 SC8836A 模块之间,使用微带(PCB天线/内置天线时的通信距离,SC8836与其它模块的通信距离可以远得多,例如SC8836A(作为接收端)与SC8836b (作为发射端,使用5-10厘米小天线)其通信距离则可达1500米,参见本公司产品说明)可提供SMA外接天线接口(选项)
    传输速率: 250 kbits/sec125kbs\,  38.4 kps\, 19.2kps\,…….1.2kps 可设置
    直序扩频: DSSS通信方式,抗干扰力强,保密性高;
    高集成度,只有很少分离元器件,可靠性高,低成本
    提供TTL电平接口(3 – 15);(RS232/RS485接口为选项)
    12-MHz 输入时钟运行
    休眠电流 接收 & 接收 => 发射)
    模块尺寸:40 X 17 mm x 5 mm (可根据用户需要尺寸进行设计)
    典型应用:门禁系统,定位系统,不停车收费系统,遥控玩具,无线身份识别卡等;
    发射功率,频道信道,模块编号可通过有线或无线的方式,可由用户自己设置。

2、zigbee无线采集发送模块b(SC8836b)

    频率:2.4 GHz–2.488 GHz 免费频段\,83个信道\,3822个信道, 32/64位 PN 码
    接收灵敏度:-95 dBm
    输出功率:可达 18dBm 
    控制单片机配置: Atmega88
    可视通信距离: 2000 米(PCB内置微带天线/与SC8836B的通信距离),
    传输速率: 250 kbits/sec,125kps\,  38.4 kps\, 19.2kps\,…….1.2kps等 可设置
    直序扩频: DSSS通信方式,抗干扰力强,保密性高;
    高集成度,只有很少分离元器件,可靠性高,低成本
    直序扩频可重新设置基带相关系数
    提供多路TTL电平接口;
    12-MHz 输入时钟运行
    集成 64-bit 厂家 ID 编号
    最大接收信号 –20 –6 dBm
    具有测量电池电压功能
    工作温度 –40° to 85°C
    发射电流:约 200 mA
    接收电流:约 26 mA
    工作电压 1.8 V to 3.6V (一般为可充电电池,或220V电源
    天线类型:PCB/内置
    数据速率:250kps (DSSS模式) 1Mps (GFSK模式)
    晶振启动时间: 接收 & 接收 => 发射)
    模块尺寸:40X 25 mm x2.5 mm (可根据用户需要尺寸进行设计)
    典型应用:工业现场远距终端离数据采集和监控,水电气无线抄表\,遥控玩具等;
    发射功率,频道信道,模块编号可通过有线或无线的方式,由用户自己设置。

3、集中采集(中心)模块(SC8836B)

    频率:2.4 GHz–2.488 GHz 免费频段\,83个信道 32/64位 PN 码
    接收灵敏度:-100 dBm
    输出功率:可达 20dBm 
    控制单片机配置: Atmega88 或 MSP430
    自身通信距离: 2000 米(天线高度8米以上,无阻挡;增加全向中馈天线可传输8000米)
    传输速率: 250 kbits/sec, 38.4 kps\, 19.2kps\,…….1.2kps 可设置
    直序扩频: DSSS通信方式,抗干扰力强,保密性高;
    高集成度,只有很少分离元器件,可靠性高,低成本
    直序扩频可重新设置基带相关系数
    提供RS232或RS485 接口;
    12-MHz 输入时钟运行
    休眠电流:10 μA
    集成 64-bit 厂家 ID 编号
    最大接收信号 –20 –6 dBm
    具有测量点电池电压功能
    工作温度 –40° to 85°C
    发射电流:约 300 mA
    接收电流:约 30 mA
    工作电压 1.8 V to 3.6V (一般为可充电电池,或220V电源)
    天线类型:外接天线
    数据速率:250kps (DSSS模式) 1Mps (GFSK模式)
    晶振启动时间:1mS
    频综稳定时间:100uS
    收发转换时间:30uS (发射 => 接收 & 接收 => 发射)
    模块尺寸:65 X 30 mm x 6 mm (可根据用户需要尺寸进行设计)
    典型应用:远距离数据传输模块,数据中继模块等;

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