CN106130741A - 无线扩频智能家用计量仪表、远传燃气表系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线扩频智能家用计量仪表、远传燃气表系统及控制方法，该家用计量仪表包括电源、控制器、存储模块和无线扩频模块，电源为控制器、存储模块和无线扩频模块供电，控制器分别与存储模块和无线扩频模块相连，存储模块内的仪表计量数据通过无线扩频模块向外发送；还包括定时器，定时器的定时输出端分别与控制器和无线扩频模块的状态控制端相连，用于使控制器和无线扩频模块同步睡眠和觉醒。本发明采用无线扩频模块，信号传输距离远、抗干扰能力强，误码率低，解决了超标难度大的问题；采用定时器，使控制器和无线扩频模块以一定的频率醒来，节能，提高了电源使用寿命，提高了组网可靠性，保证网络的可靠高效运行。

Description

无线扩频智能家用计量仪表、远传燃气表系统及控制方法

技术领域

本发明涉及计量仪表领域，具体涉及一种无线扩频智能家用计量仪表、远传燃气表系统及控制方法。

背景技术

迄今为止，市场上存在的“无线远传表”主要采用传统FSK调制的无线射频模块，该调制模式无线电波绕射能力不强。由于用户房型不同，结构、高度乃至家具和厨具都有差异，而厨房内部的屏蔽效应更为明显，导致射频通信的应用环境较复杂。有效传输的楼层数一般小于3层，FSK调制的无线网络即便采用逐表中继的通信协议，由于其微功率(小于50mw)短距离(小于3楼层)的缘故，加上诸如天气、温度、干扰等影响无线电波传播的因素较多，使得建立稳定可靠的“自组网通信网络”几乎难以实现，或者说通信链路断裂时有发生，因此FSK无线射频模块组网底层通信网络不适合室内传输；“穿墙”能力弱，导致抄表难度大、自组网可靠性差、组网协议难以实现。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种无线扩频智能家用计量仪表、远传燃气表系统及控制方法，解决现有抄表难度大、自组网可靠性差、组网协议难以实现的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种无线扩频智能家用计量仪表，其包括电源、控制器、存储模块和无线扩频模块，所述电源为控制器、存储模块和无线扩频模块供电，所述控制器分别与存储模块和无线扩频模块相连，存储模块内的仪表计量数据通过无线扩频模块向外发送；还包括定时器，所述定时器的定时输出端分别与控制器和无线扩频模块的状态控制端相连，用于使控制器和无线扩频模块同步睡眠和觉醒。

本发明的无线扩频智能家用计量仪表通过采用无线扩频模块，信号传输距离远、抗干扰能力强，误码率低，解决了超标难度大的问题；采用定时器，使控制器和无线扩频模块以一定的频率醒来，节能，提高了电源使用寿命，提高了组网可靠性。

为了实现上述目的，根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种远传燃气表系统，其包括计量仪表、集中器和远程服务器，所述计量仪表与集中器无线连接，所述集中器与远程服务器通过网络连接；所述集中器具有唤醒模块，所述唤醒模块与计量仪无线连接，用于使控制器和无线扩频模块同步觉醒；所述集中器接收服务器的控制命令并向计量仪表传输，当所述计量仪表觉醒时，所述计量仪表接收控制命令并将相应应答数据通过集中器传输给远程服务器。

本发明的远传燃气表系统通过集中器唤醒计量仪表，保证计量仪表及时醒来，提高了组网可靠性且节约电源消耗。

为了实现上述目的，根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种远传燃气表系统的控制方法，包括如下步骤：

S1，服务器通过网络下发控制指令到集中器；

S2，所述集中器接收到服务器下发的指令后，向计量仪表下发唤醒指令；

S3，所述计量仪表收到唤醒信号后，使控制器和无线扩频模块同步从睡眠模式转换为无线接收模式；

S4，所述集中器向计量仪表下发控制指令；

S5，所述计量仪表接收控制指令；

S6，计量仪表控制器根据控制指令信息判断本计量仪表是否为目标表具，如果是，执行步骤S8，否则执行步骤S7；

S7，通过本计量仪表呼叫指令路径中的下一级计量仪表，返回步骤S5；

S8，计量仪表执行控制指令要求的操作；

S9，本计量仪表将执行结果数据发送到指令路径中的上一级终端；

S10，判断接收到数据的终端受否为集中器，如果不是，则执行步骤S11，否则执行步骤S12；

S11，计量仪表唤醒指令路径中的上一级终端，返回步骤S9；

S12，集中器通过网络上传执行结果数据至后台服务器，服务器解析数据后保存相关数据并显示结果。

本发明的控制方法建立了组网协议，提高了组网可靠性，并保证了网络的可靠高效运行。

在本发明的一种优选实施方式中，所述控制指令包括抄表、开关阀控制和参数设置之一或组合。能够完成多项数据交换，具有广泛的适用范围。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一种优选实施方式中无线扩频智能家用计量仪表的原理框图；

图2为本发明一种优选实施方式中远传燃气表系统的原理框图示意图；

图3为本发明一种优选实施方式中远传燃气表系统控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明提供了一种无线扩频智能家用计量仪表，如图1所示，其包括电源、控制器、存储模块和无线扩频模块。其中，电源为控制器、存储模块和无线扩频模块供电，控制器分别与存储模块和无线扩频模块相连，存储模块内的仪表计量数据通过无线扩频模块向外发送；无线扩频智能家用计量仪表该还包括定时器，定时器的定时输出端分别与控制器和无线扩频模块的状态控制端相连，用于使控制器和无线扩频模块同步睡眠和觉醒。

例如，为了最大限度降低功耗，在表端控制器内部维持一个定时器，控制器每隔一段时间T醒来探测一段时间t，在时间t内如果没有探测到发送给自己的数据，控制器就进入睡眠；如果探测到数据就一直保持活动状态，直到数据传输完成，然后再次进入睡眠状态，经过时间T后再次醒来。t/T称为占空比，显然，占空比越小，电池的使用时间越長。

在本实施方式中，计量仪表为任意计费仪表，可以为但不限于电表、水表、气表或热力表，优选为燃气表。

在本实施方式中，电源为碱性电池或者锂电池。

如果组网，为了保证整个网络通畅，必须让加装在各网关和网络节点上的通信设备(例如控制器上的RF射频模块)随时处于收发工作状态，而计量仪表长期处于收发状态时功耗较大，电池供电必然无法支撑无线模块的长期工作(只能工作20天左右)；换言之，计量仪表防爆要求用电池供电，电池使用寿命长必须让无线模块休眠，而无线模块休眠又无法保证网络畅通。

基于此，本发明提供了一种远传燃气表系统，如图2所示，其包括计量仪表、集中器和远程服务器。其中，计量仪表与集中器无线连接，集中器与远程服务器通过网络连接。集中器具有唤醒模块，唤醒模块与计量仪无线连接，用于使控制器和无线扩频模块同步觉醒。集中器接收服务器的控制命令并向计量仪表传输，当计量仪表觉醒时，计量仪表接收控制命令并将相应应答数据通过集中器传输给远程服务器。

本实施方式中，集中器上设置有无线收发模块和GPRS模块，集中器通过无线收发模块与计量仪表进行无线信息传输，集中器可以通过GPRS模块登录internet网，实现与服务器的信息交互。当然，集中器也可以采用3G或者4G网络与服务器的信息交互。

本发明提供了一种远传燃气表系统的控制方法，如图3所示，包括如下步骤：

S1，服务器通过网络(例如GPRS或者internet网络)下发控制指令到集中器。

S2，集中器接收到服务器下发的指令后，唤醒模块向计量仪表下发唤醒指令。

S3，计量仪表收到唤醒信号后，使控制器和无线扩频模块同步从睡眠模式转换为无线接收模式，在本实施方式中，具体可以采用定时器的控制端接收唤醒指令，定时器向控制器和无线扩频模块发送觉醒命令，控制器和无线扩频模块同步从睡眠模式转换为无线接收模式；也可以采用在控制器的唤醒端口接收唤醒指令，控制器和无线扩频模块同步从睡眠模式转换为无线接收模式。

S4，集中器向计量仪表下发控制指令。

S5，计量仪表接收控制指令。

S6，计量仪表控制器根据控制指令信息判断本计量仪表是否为目标表具，如果是，执行步骤S8，否则执行步骤S7。在本实施方式中，控制指令里携带ID号，控制器通过将控制指令内的ID号和计量仪表本身ID号进行对比，判断本计量仪表是否为目标表具。

S7，通过本计量仪表呼叫指令路径中的下一级计量仪表，返回步骤S5；

S8，计量仪表执行控制指令要求的操作；

S9，本计量仪表将执行结果数据发送到指令路径中的上一级终端；

S10，判断接收到数据的终端受否为集中器，如果不是，则执行步骤S11，否则执行步骤S12；

S11，计量仪表唤醒指令路径中的上一级终端，返回步骤S9；

S12，集中器通过网络上传执行结果数据至后台服务器，服务器解析数据后保存相关数据并显示结果。同时将结果上传至客户服务系统，方便用户查询。

在本实施方式中，控制指令可以包括但不限于抄表、开关阀控制和参数设置之一或组合，也可以是任何其他服务器想活的数据的指令。

本发明的无线扩频智能家用计量仪表通过采用无线扩频模块，信号传输距离远、抗干扰能力强，误码率低，解决了超标难度大的问题；采用定时器，使控制器和无线扩频模块以一定的频率醒来，节能，提高了电源使用寿命，提高了组网可靠性。本发明的控制方法建立了组网协议，提高了组网可靠性，并保证整个网络的可靠高效运行。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种无线扩频智能家用计量仪表，其特征在于，包括电源、控制器、存储模块和无线扩频模块，所述电源为控制器、存储模块和无线扩频模块供电，所述控制器分别与存储模块和无线扩频模块相连，存储模块内的仪表计量数据通过无线扩频模块向外发送；

还包括定时器，所述定时器的定时输出端分别与控制器和无线扩频模块的状态控制端相连，用于使控制器和无线扩频模块同步睡眠和觉醒。

2.根据权利要求1所述的无线扩频智能家用计量仪表，其特征在于，所述计量仪表为电表、水表、气表或热力表。

3.一种远传燃气表系统，其特征在于，包括计量仪表、集中器和远程服务器，所述计量仪表与集中器无线连接，所述集中器与远程服务器通过网络连接；

所述集中器具有唤醒模块，所述唤醒模块与计量仪无线连接，用于使控制器和无线扩频模块同步觉醒；

所述集中器还接收服务器的控制命令并向计量仪表传输，当所述计量仪表觉醒时，所述计量仪表接收控制命令并将相应应答数据通过集中器传输给远程服务器。

4.根据权利要求3所述的远传燃气表系统，其特征在于，所述计量仪表包括电源、控制器、存储模块和无线扩频模块，所述电源为控制器、存储模块和无线扩频模块供电，所述控制器分别与存储模块和无线扩频模块相连，存储模块内的仪表计量数据通过无线扩频模块向外发送；

还包括定时器，所述定时器的定时输出端分别与控制器和无线扩频模块的状态控制端相连，用于使控制器和无线扩频模块同步睡眠和觉醒。

5.一种权利要求3所述远传燃气表系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，服务器通过网络下发控制指令到集中器；

S2，所述集中器接收到服务器下发的指令后，向计量仪表下发唤醒指令；

S3，所述计量仪表收到唤醒信号后，使控制器和无线扩频模块同步从睡眠模式转换为无线接收模式；

S4，所述集中器向计量仪表下发控制指令；

S5，所述计量仪表接收控制指令；

S6，计量仪表控制器根据控制指令信息判断本计量仪表是否为目标表具，如果是，执行步骤S8，否则执行步骤S7；

S7，通过本计量仪表呼叫指令路径中的下一级计量仪表，返回步骤S5；

S8，计量仪表执行控制指令要求的操作；

S9，本计量仪表将执行结果数据发送到指令路径中的上一级终端；

S10，判断接收到数据的终端受否为集中器，如果不是，则执行步骤S11，否则执行步骤S12；

S11，计量仪表唤醒指令路径中的上一级终端，返回步骤S9；

S12，集中器通过网络上传执行结果数据至后台服务器，服务器解析数据后保存相关数据并显示结果。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述控制指令包括抄表、开关阀控制和参数设置之一或组合。