CN114023055A - 一种基于无线抄表集中器的干扰探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及仪表采集技术领域，具体涉及一种基于无线抄表集中器的干扰探测方法。其包括多个具备干扰信号探测功能的集中器；集中器探测获取干扰信号的特征信息；基于各个集中器获取的特征信息及各个集中器所在的位置，确定出干扰信号的类型及干扰信号源所在的位置区域。采用本发明提供的方法可以及时计算出干扰类型、干扰信号源所在的位置区域，以便于维护人员及时处理，提高处理抄表故障的效率，并降低数据传输过程中可能面临的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及仪表采集技术领域，具体涉及一种基于无线抄表集中器的干扰探测方法。
背景技术
现有技术中，利用无线抄表集中器通过FSK或者LORA无线通讯可实现抄表、阀控以及预付费功能，由于这些功能涉及到企业及用户的资金财产问题，因此，对通讯的可靠性要求很高，但由于现有抄表频段不是专有频段，不需要特别许可，各类无线通讯设备、包括非法的通讯设备、都有可能在这些频段使用，很容易造成持续或者偶尔的干扰，因此，如何及时发现、尽快侦测干扰频点，是我们解决处理抄表故障的先决条件。
发明内容
为克服上述问题或部分解决上述问题，本发明的目的在于提供及一种基于无线抄表集中器的干扰探测方法，以及时发现并尽快侦测抄表集中器附近的干扰频点及干扰源。
本发明通过下述技术方案实现：
本发明实施例提供一种基于无线抄表集中器的干扰探测方法，包括多个具备干扰信号探测功能的集中器；所述集中器探测获取干扰信号的特征信息；基于各个集中器获取的特征信息及各个集中器所在的位置，确定出干扰信号的类型及干扰信号源所在的位置区域。
在本发明一些实施例中，所述特征信息包括信号频点、信号强度和检测时间。
在本发明一些实施例中，通过所述信号频点确定出所述干扰信号的类型。
在本发明一些实施例中，所述确定出干扰信号源所在的位置区域包括：集中器根据检测到的干扰信号的信号强度，计算出干扰信号源距离集中器安装位置的距离D；以所述集中器安装位置为圆心、距离D为半径画出的圆形区域即为干扰信号源所在的大致区域。
在本发明一些实施例中，所述距离D的计算公式为：D＝1.15(25x-980),式中x为信号强度的绝对值，其中，139≥x≥40。
在本发明一些实施例中，所述多个具备干扰信号探测功能的集中器包括第一集中器和第二集中器；计算出干扰信号源距离第一集中器的距离为D1，干扰信号源距离第二集中器的距离为D2；以第一集中器所在位置为圆心、距离D1为半径画出圆C1，以第二集中器所在位置为圆心、距离D2为半径画出圆C2，则C1与C2的交集区域即为干扰信号源所在区域。
在本发明一些实施例中，所述多个具备干扰信号探测功能的集中器包括第一集中器、第二集中器和第三集中器；计算出干扰信号源距离第一集中器的距离为D1，干扰信号源距离第二集中器的距离为D2，干扰信号源距离第三集中器的距离为D3；以第一集中器所在位置为圆心、距离D1为半径画出圆C1，以第二集中器所在位置为圆心、距离D2为半径画出圆C2，获取C1与C2的交点所在位置，利用距离D3对交点进行验证以获得干扰信号源所在位置。
在本发明一些实施例中，所述集中器包括：通讯模块；控制模块，通过所述通讯模块与监测系统无线连接；干扰信号探测模块，与所述控制模块的I/O端口及SPI接口连接。
在本发明一些实施例中，所述干扰信号探测模块包括sx1278芯片及其外围电路；所述控制模块包括型号为QJ-RFCM802A的单片机控制器。
在本发明一些实施例中，所述外围电路上连接有晶振芯片X1和射频开关U2；所述晶振芯片X1连接于所述sx1278芯片U1的引脚XTA与引脚XTB之间；所述射频开关U2的引脚RF1、RF2分别与所述sx1278芯片U1的引脚RFI_LF、PA_BOOST连接。本发明与现有技术相比，至少具有如下的优点和有益效果：
本发明实施例中提供一种具备干扰信号探测功能的集中器以及利用该集中器进行干扰探测的方法。采用本发明提供的方法可以及时识别干扰频点以及干扰信号强度，然后将干扰信息实时上传给监控系统，监控系统通过收到多个集中器的无线干扰信息，计算出干扰类型、大致地点，最后监控系统将无线干扰信息传给维护人员去及时处理，提高处理抄表故障的效率，并降低数据传输过程中可能面临的安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为本发明一实施例中控制模块与sx1278无线模块的连接简图；
图2为本发明一实施例中干扰探测方法的示意图；
图3为本发明一实施例中干扰探测方法的示意图；
图4为本发明一实施例中sx1278芯片及外围电路的电路连接图；
图5为本发明一实施例中干扰探测方法的示意图；
图6为本发明一实施例中干扰探测方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
需要说明的是，在本发明的描述中，出现的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
现有集中器大多不支持无线干扰探测。本实施例中则提供一种具备干扰信号探测功能的集中器以及利用该集中器进行干扰探测的方法。其中，集中器包括：通讯模块；控制模块，通过所述通讯模块与所述监测系统无线连接；干扰信号探测模块，与所述控制模块的I/O端口及SPI接口连接。
示例性的，通讯模块包括FSK或者LORA模块；控制模块可以是型号为QJ-RFCM802A的单片机控制器；干扰信号探测模块可由sx1278芯片及其外围电路构成，其中外围电路上连接有晶振芯片X1和射频开关U2；所述晶振芯片X1连接于所述sx1278芯片U1的引脚XTA与引脚XTB之间；所述射频开关U2的引脚RF1、RF2分别与所述sx1278芯片U1的引脚RFI_LF、PA_BOOST连接。本实施例中sx1278无线芯片与控制模块的电路接线简图如图1所示。
基于上述提供的具备干扰信号探测功能的集中器，本发明实施例提供一种基于无线抄表集中器的干扰探测方法：
S101、所述集中器探测获取干扰信号的特征信息；
集中器通常为多个，它们分布在不同的区域，但它们所在的具体位置通常是已知的。上述干扰信号探测模块中的sx1278是高灵敏度的无线通讯芯片，最高接收灵敏度可达-140dBm左右，宽范围，适合410MHz-525MHz的频段，抄表频段在470MHz-510MHz。使用时集中器将sx1278无线模块设置成接收状态，可持续监测470MHz-510MHz频段的干扰信号，同时将收到干扰信号的频点、信号强度和监测时间打包传给中心监测系统。集中器从470MHz到510MHz的频点，以100kHz为步进进行扫描，且定时通过4G模块与基站进行时钟同步，系统定时向集中器发同步进行监测的指令，保证各集中器同时进行相同频点的无线干扰信号扫描，以方便准确定位干扰信号。示例性的，特征信息包括信号频点、信号强度和检测时间。
S102、基于各个集中器获取的特征信息及各个集中器所在的位置，确定出干扰信号的类型及干扰信号源所在的位置区域。
中心监测系统依据接收到的信号频点对干扰信号的类型进行区分，以同时监测不同位置、不同类型的干扰信号。
系统接收到集中器上传的干扰信号的信号强度，并根据上传信号强度的集中器所在的位置，计算出该干扰信号发生源距离该集中器的大致距离D，然后以所述集中器安装位置为圆心、距离D为半径画出的圆形区域即为干扰信号源所在的大致区域。其中，信号强度与距离D的关系式为：D＝1.15(25x-980),式中x为信号强度的绝对值。以sx1278无线模块为例，其可检测的信号强度范围为-40dBm至-139dBm，对应20m至2.5km，信号强度越小，距离值误差越大，因此，x的取值范围为139≥x≥40。当x<40时，则y＝23米，x>139距离太远，而且距离计算已不准确、舍弃。
基于上述原理，系统若多台集中器均能检测到干扰信号源，则可进一步缩小干扰信号源的搜索范围，示例性的如图2所示，若有两个集中器即第一集中器A1、第二集中器A2均能探测到干扰信号源P所在位置，且计算出干扰信号源距离第一集中器A1的距离不超过D1，干扰信号源P距离第二集中器A2的距离不超过D2，则以第一集中器A1为圆心、距离D1为半径画出圆C1，以第二集中器A2为圆心、距离D2为半径画出圆C2，则C1与C2的交集区域即为干扰信号源P所在区域。
进一步的，如图3所示，若第三集中器A3，也能够探测到干扰信号源P所在位置，且计算出干扰信号源距离第三集中器A3的距离不超过D3，则以第三集中器A3为圆心、距离D3为半径画出圆C3，则圆C1、C2及C3交集即为干扰信号源所在区域。即能够探测到干扰信号源的集中器越多则，计算出的干扰信号源所在的位置区域越精确。
进一步的，而若集中器可检测出干扰信号源距离是一个范围值，则画出的区域是一个同心圆，如此，可进一步缩小干扰信号源所在的区域范围。
实施例2
具体的，sx1278芯片及外围电路连接图如图4所示，sx1278芯片U1的RFI_LF引脚依次串接电容C6、C5后与射频开关U2(PE4258)的RF1引脚连接，且电容C6与引脚RFI_LF之间连接有接地电感L3；sx1278芯片U1的PA_BOOST引脚依次串接电感L4、电容C7、电感L2、电感L1后与PE4258芯片U2的RF2引脚连接，电感L4与电容C7之间连接有接地电容C8，电感L2的两端并联有电容C4，电感L2与电感L1之间连接有接地电容C3，电感L1与引脚RF2之间连接有接地电容C2，PE4258芯片U2的V1引脚和V2引脚分别与控制模块的I/O端连接；sx1278芯片U1的VR_PA端连接有相互并联的接地电容C9和C10，sx1278芯片U1的VR_PA端通过电感L5与电容C8的非接地端连接；sx1278芯片U1的VBAT2端连接电压V1，同时还连接有相互并联的接地电容C11和C12；sx1278芯片U1的引脚VR_ANA连接电容C13后接地；sx1278芯片U1的引脚VBAT1连接电容C14后接地，电容C14与引脚VBAT1之间还连接有电压V1；sx1278芯片U1的引脚VR_DIG串接电容C15后接地；sx1278芯片U1的引脚XTA与晶振芯片X1(32MHz/KDS)的3号引脚连接，引脚XTA与X1的3号引脚之间还连接有接地电容C16；sx1278芯片U1的引脚XTB与晶振芯片X1的1号引脚连接，且连接线路上还连接有相互并联的接地电容C17和C18，晶振芯片X1的2号引脚和4号引脚接地；sx1278芯片U1的引脚NRESET串接电阻R3后与控制模块的I/O端连接，电阻R3与引脚NRESET之间连接有接地电阻C19；sx1278芯片U1的引脚DIO0、DIO1分别控制模块的I/O端连接(见图1)，sx1278芯片U1的其他中断输出端DIO2-DIO5可悬空；sx1278芯片U1的引脚VBAT3连接电压V1，且电压V1与引脚VBAT3之间连接有接地电容C20；sx1278芯片U1的引脚SCK、MISO、MOSI和NSS分别与控制模块的SPI接口连接；sx1278芯片U1的引脚GND、RFO_HF/GNG、RFI_HF/GNG分别接地。
实施例3
如图5所示，示例性的，若依据集中器的信号强度，计算出干扰信号源P到集中器的距离是一个范围(范围下限不为零)。示例性的多个具备干扰信号探测功能的集中器包括第一集中器A1、第二集中器A2；
计算出干扰信号源P距离第一集中器A1的距离为的D1，L12≥D1≥L11(L11大于0)，干扰信号源P距离第二集中器A2的距离为D2，L22≥D2≥L21(L21大于0)，则以第一集中器A1所在位置为圆心，距离L11、L12为半径画圆，得到同心圆环C11，以第二集中器A2所在位置为圆心，距离L22、L21为半径画圆，得到同心圆环C22，两个圆环的交集即为干扰信号源P所在位置的范围。
本实施例提供的方法相较于实施例1对干扰信号源位置的确定更加准确。
实施例4
如图6所示，示例性的，若集中器的探测精度较高，基于探测到的信号强度能够较准确的计算干扰信号源距离集中器的距离，则还可采用以下方式来确定干扰信号源所在的位置：
多个具备干扰信号探测功能的集中器包括第一集中器A1、第二集中器A2和第三集中器A3；
计算出干扰信号源距离第一集中器A1的距离为D1，干扰信号源距离第二集中器A2的距离为D2，干扰信号源距离第三集中器A3的距离为D3；
以第一集中器A1所在位置为圆心、距离D1为半径画出圆C1，以第二集中器A2所在位置为圆心、距离D2为半径画出圆C2，获取C1与C2的交点所在位置，若第一集中器A1、第二集中器A2和干扰信号源不在同一条直线上，则C1、C2的交点有两个P1、P2，此时再利用距离D3对分别对两个交点P1及P2进行验证以确定干扰信号源所在的位置；若第一集中器A1、第二集中器A2和干扰信号源在同一条直线上，则C1、C2的交点则有且只有一个，交点处即为干扰信号源大致所在位置。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于无线抄表集中器的干扰探测方法，其特征在于，包括多个具备干扰信号探测功能的集中器；
所述集中器探测获取干扰信号的特征信息；
基于各个集中器获取的特征信息及各个集中器所在的位置，确定出干扰信号的类型及干扰信号源所在的位置区域。
2.根据权利要求1所述的基于无线抄表集中器的干扰探测方法，其特征在于，所述特征信息包括信号频点、信号强度和检测时间。
3.根据权利要求2所述的基于无线抄表集中器的干扰探测方法，其特征在于，通过所述信号频点确定出所述干扰信号的类型。
4.根据权利要求3所述的基于无线抄表集中器的干扰探测方法，其特征在于，所述确定出干扰信号源所在的位置区域包括：
集中器根据检测到的干扰信号的信号强度，计算出干扰信号源距离集中器安装位置的距离D；
以所述集中器安装位置为圆心、距离D为半径画出的圆形区域即为干扰信号源所在的大致区域。
5.根据权利要求4所述的基于无线抄表集中器的干扰探测方法，其特征在于，所述距离D的计算公式为：D＝1.15(25x-980),式中x为信号强度的绝对值，其中，139≥x≥40。
6.根据权利要求4所述的基于无线抄表集中器的干扰探测方法，其特征在于，所述多个具备干扰信号探测功能的集中器包括第一集中器和第二集中器；
计算出干扰信号源距离第一集中器的距离为D1，干扰信号源距离第二集中器的距离为D2；
以第一集中器所在位置为圆心、距离D1为半径画出圆C1，以第二集中器所在位置为圆心、距离D2为半径画出圆C2，则C1与C2的交集区域即为干扰信号源所在区域。
7.根据权利要求4所述的基于无线抄表集中器的干扰探测方法，其特征在于，所述多个具备干扰信号探测功能的集中器包括第一集中器、第二集中器和第三集中器；
计算出干扰信号源距离第一集中器的距离为D1，干扰信号源距离第二集中器的距离为D2，干扰信号源距离第三集中器的距离为D3；
以第一集中器所在位置为圆心、距离D1为半径画出圆C1，以第二集中器所在位置为圆心、距离D2为半径画出圆C2，获取C1与C2的交点所在位置，利用距离D3对交点进行验证以获得干扰信号源所在位置。
8.根据权利要求1所述的基于无线抄表集中器的干扰探测方法，其特征在于，所述集中器包括：
通讯模块；
控制模块，通过所述通讯模块与监测系统无线连接；
干扰信号探测模块，与所述控制模块的I/O端口及SPI接口连接。
9.根据权利要求8所述的基于无线抄表集中器的干扰探测方法，其特征在于，所述干扰信号探测模块包括sx1278芯片及其外围电路；所述控制模块包括单片机。
10.根据权利要求9所述的基于无线抄表集中器的干扰探测方法，其特征在于，所述外围电路上连接有晶振芯片X1和射频开关U2；
所述晶振芯片X1连接于所述sx1278芯片U1的引脚XTA与引脚XTB之间；
所述射频开关U2的引脚RF1、RF2分别与所述sx1278芯片U1的引脚RFI_LF、PA_BOOST连接。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: No. 536, Section 1, airport 1st Road, Southwest Airport, Shuangliu District, Chengdu, Sichuan 610000 Patentee after: Chengdu Qianjia Technology Co.,Ltd. Address before: No. 536, Section 1, airport 1st Road, Southwest Airport, Shuangliu District, Chengdu, Sichuan 610000 Patentee before: Chengdu Qianjia Technology Co.,Ltd. |
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