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基于nRF2401智能小区无线抄表系统集中器设计

导读: 本文提出了一种基于无线网络技术的无线抄表系统,重点研究了基于nRF2401的无线通信的集中器的设计,通过该集中器可以实现采集数据快速、可靠的传递。

  随着电子技术、计算机技术和通信技术的不断发展,各个行业的自动化进程正在逐渐加快,以至于在自动抄表中对数据采集的实时性、可靠性、信息量提出了更高的要求。目前的抄表系统主要有:有线抄表系统,掌上抄表系统和无线抄表系统.其中有线抄表系统增加了综合布线的费用和难度,降低了系统的应用灵活性,限制了有线抄表系统的推广和应用。掌上抄表系统需抄表部门用掌上抄表器抄取数据,因此降低了自动化程度。无线抄表系统采用无线收发设备传输数据,不需专门架线,系统结构简单,节省了人力和物力,相对有线抄表系统和掌上抄表系统有着更大的优势。本文提出了一种基于无线网络技术的无线抄表系统,重点研究了基于nRF2401的无线通信的集中器的设计,通过该集中器可以实现采集数据快速、可靠的传递。

  无线抄表系统方案

  智能小区无线抄表系统主要由三表数据采集终端、集中器和物业中心的计算机组成。三表数据采集终端和集中器(下层),集中器和物业中心(上层)的计算机均采用星型结构。智能小区无线抄表系统结构如图1所示。

基于nRF2401智能小区无线抄表系统集中器设计

图1智能小区无线抄表系统结构图

  上层通过以nRF2401无线通信模块与分散在小区内各栋楼内集中器上的nRF2401无线通信模块相连接,形成1对多的连接形式,实现集中器和小区物业中心的计算机的实时在线连接。下层通信包括集中器通过无线的方式对三表数据的采集、存储、转发,以及转发上位机下达的指令和对三表进行控制操作等。集中器是整个无线抄表系 统的通信桥梁,它的工作情况决定了系统的可靠性和稳定性,其实现功能有:每个月按约定时间循环查询终端三表的数据,并把采集到的数据进行累加保存起来;当 接收到物业中心的计算机发布的采集命令后,立即打包数据并传送;也可主动向物业中心的计算机发送数据、报告紧急情况等。

  集中器硬件设计

  在无线抄表系统中,集中器处于信息传递通路的中间位置,该系统中的集中器采用无线方式传输数据,是整个系统的核心。无线数据集中器主要有无线数据传输模块nRF2401、外部存储单元、本地通信接口、微处理器(MCU)和电源模块等组成。数据集中器硬件结构框图如图2所示,数据集中器电路原理图如图3所示。

基于nRF2401智能小区无线抄表系统集中器设计

图2数据集中器硬件结构框图

基于nRF2401智能小区无线抄表系统集中器设计

图3 数据集中器电路原理图

  考虑到无线数据集中器的低功耗、经济高效、性能稳定、接口电路简单和自动化程度高等特点,因此选择合适的电路芯片也至关重要。

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