CN204740725U - 长距离蜂巢式抄表系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种长距离蜂巢式抄表系统，包括智能感知终端、无线路由、网络交换机、抄表及缴费管理器，所述智能感知终端与无线路由内嵌长距离无线物联网芯片模组，智能感知终端与无线路由之间、无线路由与网络交换机之间采用802.15.4g协议进行数据无线传输，无线路由无线收发标准频率范围为920.5MHz至924.5MHz的信号；本实用新型通过采用包括有抄表模块以及长距离物联网芯片模组的智能感知终端、内嵌有长距离无线物联网芯片模组的无线路由实现远程自动抄表，降低人工抄表的工作量，减少运营管理费用成本，并避免出现漏抄、少抄或欠费等现象，进而提高了抄表管理效率以及提高用户的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及远程抄表技术领域，特别是涉及一种长距离蜂巢式抄表系统。
背景技术
在我国大多数地区能源计量管理多采用传统的人工抄表、收费定期结算的管理模式，经常出现抄表收费困难、纠纷、欠费以及治安等问题，给用户带来很多麻烦，给抄表人员带来烦恼。人工抄表--计费--催费管理模式，只能适应城市人口相对较少的情况，而随着城市人口及高层建筑的增加，人工抄表工作量日益增大，运营管理费用逐步增加，很容易出现漏抄、少抄或欠费等现象。这种模式表现出管理效率低，社会效益差，安全问题突出等问题。
而借助于传统物联网智能感知终端和抄表及缴费管理器之间的数据传输模式进行远距离抄表，需要借助于电信、联通、移动三大运营商SIM卡数据流量的模式。如此，物联网智能感知终端除了自身造价外，购买三大运营商的GPRS流量卡及短信包的费用也占了其使用成本的很大比例。因此借助于传统物联网进行抄表的物联网智能感知终端的使用成本较高。
为解决上述技术问题，需要提供一种基于长距离物联网实现的长距离蜂巢式抄表系统。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种长距离蜂巢式抄表系统，通过采用包括有抄表模块以及长距离物联网芯片模组的智能感知终端以及内嵌有长距离无线物联网芯片模组的无线路由实现远程自动抄表，降 低人工抄表的工作量，减少运营管理费用成本，并避免出现漏抄、少抄或欠费等现象，进而提高了抄表管理效率以及提高用户的安全性。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种长距离蜂巢式抄表系统，包括：智能感知终端、无线路由、网络交换机、抄表及缴费管理器，其特征在于：所述智能感知终端与无线路由内嵌长距离无线物联网芯片模组，智能感知终端与无线路由之间、无线路由与网络交换机之间采用802.15.4g协议进行数据无线传输，无线路由无线收发标准频率范围为920.5MHz至924.5MHz的信号；其中，所述智能感知终端进一步包括抄表模块、第一微处理器、授时模块、第一天线模块、标识模块，第一微处理器与抄表模块、授时模块、标识模块以及长距离无线物联网芯片模组电连接，长距离无线物联网芯片模组电连接第一天线模块、标识模块，标识模块用于产生与所述抄表模块所抄表一一对应的标识参数，抄表模块用于读取电子表计数并将计数数据传输给第一微处理器进行处理，微处理器根据授时模块设定的时间定时将处理过的计数数据以及标识参数通过远距离传输模块进行协议转换之后通过第一天线模块发射给无线路由，计数数据再经过网络交换机传输给抄表及缴费管理器。
优选所述无线路由包含16个接收信道，所述每个接收信道带宽为125KHz、传输能力为5Kbps，所述无线路由包括两个发射信道，所述每个发射信道的带宽为500KHz、传输能力高于80Kbps，其中，一个发射信道用于发射无线信号，另一个发射信道备用。
优选智能感知终端进一步包括电动阀，所述电动阀电连接第一微处理器，所述电动阀用于执行抄表及缴费管理器发送的控制指令，进而完成其阀门的开合控制。
优选所述电子表为电表、电子水表或电子燃气表。
优选所述智能感知终端包括锂电池模块。
优选抄表及缴费管理器包括远程控制终端和本地控制终端。
优选所述无线路由包括稳压电源模块、长距离无线物联网芯片模组、第二微处理器、异步收发芯片模块和第二天线模块，其中，
稳压电源模块电连接长距离无线物联网芯片模组和第二微处理器，用于为长距离无线物联网芯片模组和第二微处理器模块提供工作电压；
长距离无线物联网芯片模组和第二天线模块电连接，第二天线模块用于收接收和发射无线长距离信号；
长距离无线物联网芯片模组和第二微处理器电连接，且两者之间信号双向传输；
第二微处理器与异步收发芯片模块电连接，且两者之间可实现数据双向传输；
其中，长距离无线物联网芯片模组采用802.15.4g协议进行数据传输，且长距离无线物联网芯片模组通过第二天线模块传输信号的标准频率范围为920.5MHz至924.5MHz。
优选所述第二微处理器采用STM32L芯片，异步收发模块采用UART/RS-485芯片。
优选所述无线路由进一步包括温湿度空气压力传感器及定位模块，所述温湿度空气压力传感器及定位模块与第二微处理器电连接，用于将感知信号传输给微处理器模块。
优选所述无线路由进一步包括电子传感器及进程间通信模块，所述电子传感器及进程间通信模块与异步收发传输芯片模块电连接，且两者之间数据双向传输。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的长距离蜂巢式抄表系统，通过在带有抄表模块的智能感知终端和无线路由中嵌套配套的长距离无线物联网芯片模组，使得管理人员可以通过数据服务管理器管理数据，及时通知用户缴费，避免费用漏缴以及抄表错误现象。
附图说明
图1是本发明的长距离蜂巢式抄表系统的一实施例的信号传输原理示意图；
图2是本发明的长距离蜂巢式抄表系统中无线路由的一优选实施例 的电路结构示意图；
图3是本发明的长距离蜂巢式抄表系统中智能感知终端的一优选实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合图示对本发明的技术方案进行详述。
请参见图1所示，本实施例的长距离蜂巢式抄表系统包括智能感知终端1、无线路由2(未标识)、网络交换机3和抄表及缴费管理器4。其中，智能感知终端1内部嵌有长距离无线物联网芯片模组。在智能感知终端1获得感知数据后，该长距离无线物联网芯片模组将感知数据采用802.15.4g协议转换之后无线传输给无线路由2，然后经无线路由2传输给网络交换机3，再由网络交换机3进行协议转换然后传输给抄表及缴费管理器4。因此，内嵌有长距离无线物联网芯片模组的智能感知终端1可以通过无线路由2及网络交换机3，将感知到的信息输送给抄表及缴费管理器4，以对数据进行存储、分析处理，且用户可以根据接收到的信息及时对智能感知终端1进行远程控制。其中，智能感知终端1与无线路由2之间、无线路由2与网络交换机3之间采用802.15.4g协议进行数据传输，无线路由2无线收发标准频率范围为920.5MHz至924.5MHz的信号。其中，无线路由2包括固定无线路由21和移动无线路由22。
在本发明的一个优选实施例中，无线路由2包含16个接收信道，每个接收信道带宽为125KHz、传输能力为5Kbps，无线路由2还包括两个发射信道，每个发射信道的带宽为500KHz、传输能力高于80Kbps，其中，一个发射信道用于传输无线信号，另一个发射信道备用。
本发明提供的长距离蜂巢式抄表系统，通过采用802.15.4g协议转换传输信号的长距离无线物联网芯片模组以及相应的无线路由，可实现数据的远距离无线传输，无需用户再购买电信、联通、移动三大运营商SIM卡数据流量费用，可降低使用智能感知终端的成本以及缩减整个长距离蜂巢式抄表系统系统的营运成本。
请参见图2，本实施例提供的无线路由2包括稳压电源模块21、长 距离无线物联网芯片模组22、第二微处理器23、异步收发芯片模块24和第二天线模块25，第二天线模块25包括内天线251和外天线252，其中，稳压电源模块21电连接长距离无线物联网芯片模组22和第二微处理器23，为长距离无线物联网芯片模组22和第二微处理器23提供3V的工作电压。长距离无线物联网芯片模组22电连接第二天线模块25，第二天线模块25用于接收和发射无线长距离信号。长距离无线物联网芯片模组22和第二微处理器23电连接，且两者之间信号双向传输。第二微处理器23与异步收发芯片模块24电连接，且两者之间也双向传输数据。其中，长距离无线物联网芯片模组22采用802.15.4g协议进行数据转换传输，且长距离无线物联网芯片模组通过第二天线模块25传输信号的标准频率范围为920.5MHz至924.5MHz。
在本发明的一个优选实施例中，第二微处理器23采用STM32L芯片，异步收发芯片模块采用UART/RS-485芯片。
在本发明的实施例中，所述无线路由2进一步包括温湿度空气压力传感器及定位模块26，温湿度空气压力传感器及定位模块26与第二微处理器23电连接，用于将感知的信号传输给第二微处理器23，第二微处理器23根据温湿度空气压力参数调节输出信号的参数。无线路由2进一步包括电子传感器或进程间通信模块27，电子传感器和进程间通信模块27与异步收发芯片模块24电连接，且两者之间数据双向传输。根据实际需要无线路由2还可增设调试端口，用于对无线路由2进行调试。
根据实测，本发明的无线路由2发射的信号穿透力强，一个无线路由2可涵盖半径达15公里的范围，且单一无线路2最多可连接6.4万个以上智能感知终端1，最多可使一千个用户智能感知终端同时同步与同一个无线路由2进行通讯。因此基于本发明提供的无线路由的长距离蜂巢式抄表系统运营成本低。
请参见图3，图3是本发明的长距离蜂巢式抄表系统中智能感知终端的一优选实施例的电路结构示意图。如图3所示，智能感知终端1抄表模块11、第一微处理器12、授时模块13、第一天线模块14、长距离物联网芯片模组15以及标识模块16，第一微处理器12与抄表模块11、 授时模块13、标识模块16以及长距离无线物联网芯片模组15电连接，标识模块16用于产生抄表模块13所抄表一一对应的标识参数，抄表模块11用于读取电子表计数并将计数数据传输给第一微处理器12进行处理，第一微处理器12根据授时模块13设定的时间定时将处理过的计数数据以及标识参数通过长距离无线物联网芯片模组15进行协议转换之后通过第一天线模块14发射给无线路由2，计数数据再经过网络交换机3传输给抄表及缴费管理器。管理人员方便对用户计量表数据进行管理，每个月定时发送缴费通知给到用户，无需上门抄表。
本发明的智能感知终端1所包括的电子表为电表、电子水表以及电子燃气表。优选本发明的智能感知终端1采用锂电池进行供电，使用寿命较长。为确保用户安全，智能感知终端1进一步包括一电动阀17，该电动阀17与第一微处理器12电连接，管理员可以通过抄表及缴费管理器4发出控制指令，控制电动阀17的断开。
本发明提供的长距离蜂巢式抄表系统，通过在带有抄表模块的智能感知终端和无线路由中嵌套配套的长距离无线芯片模组，使得管理人员可以通过数据服务管理器管理数据，及时通知用户缴费，避免费用漏缴以及抄表错误现象。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种长距离蜂巢式抄表系统，包括智能感知终端、无线路由、网络交换机、抄表及缴费管理器，其特征在于：所述智能感知终端与无线路由内嵌长距离无线物联网芯片模组，智能感知终端与无线路由之间、无线路由与网络交换机之间采用802.15.4g协议进行数据无线传输，无线路由无线收发标准频率范围为920.5MHz至924.5MHz的信号；其中，所述智能感知终端进一步包括抄表模块、第一微处理器、授时模块、第一天线模块、标识模块，第一微处理器与抄表模块、授时模块、标识模块以及长距离无线物联网芯片模组电连接，长距离无线物联网芯片模组电连接第一天线模块、标识模块，标识模块用于产生与所述抄表模块所抄表一一对应的标识参数，抄表模块用于读取电子表计数并将计数数据传输给第一微处理器进行处理，微处理器根据授时模块设定的时间定时将处理过的计数数据以及标识参数通过远距离传输模块进行协议转换之后通过第一天线模块发射给无线路由，计数数据再经过网络交换机传输给抄表及缴费管理器。
2.根据权利要求1所述的长距离蜂巢式抄表系统，其特征在于，所述无线路由包含16个接收信道，所述每个接收信道带宽为125KHz、传输能力为5Kbps，所述无线路由包括两个发射信道，所述每个发射信道的带宽为500KHz、传输能力高于80Kbps，其中，一个发射信道用于发射无线信号，另一个发射信道备用。
3.根据权利要求1所述的长距离蜂巢式抄表系统，其特征在于，智能感知终端进一步包括电动阀，所述电动阀电连接第一微处理器，所述电动阀用于执行抄表及缴费管理器发送的控制指令，进而完成其阀门的开合控制。
4.根据权利要求1所述的长距离蜂巢式抄表系统，其特征在于，所述电子表为电表、电子水表或电子燃气表。
5.根据权利要求1所述的长距离蜂巢式抄表系统，其特征在于，所述智能感知终端包括锂电池模块。
6.根据权利要求1所述的长距离蜂巢式抄表系统，其特征在于，抄表及缴费管理器包括远程控制终端和本地控制终端。
7.根据权利要求1-2任意一项所述的长距离蜂巢式抄表系统，其特征在于，所述无线路由包括稳压电源模块、长距离无线物联网芯片模组、第二微处理器、异步收发芯片模块和第二天线模块，其中，
稳压电源模块电连接长距离无线物联网芯片模组和第二微处理器，用于为长距离无线物联网芯片模组和第二微处理器模块提供工作电压；
长距离无线物联网芯片模组和第二天线模块电连接，第二天线模块用于接收和发射无线长距离信号；
长距离无线物联网芯片模组和第二微处理器电连接，且两者之间信号双向传输；
第二微处理器与异步收发芯片模块电连接，且两者之间可实现数据双向传输；
其中，长距离无线物联网芯片模组采用802.15.4g协议进行数据传输，且长距离无线物联网芯片模组通过第二天线模块传输信号的标准频率范围为920.5MHz至924.5MHz。
8.根据权利要求7所述的长距离蜂巢式抄表系统，其特征在于，所述第二微处理器采用STM32L芯片，异步收发模块采用UART/RS-485芯片。
9.根据权利要求8所述的长距离蜂巢式抄表系统，其特征在于，所述无线路由进一步包括温湿度空气压力传感器及定位模块，所述温湿度空气压力传感器及定位模块与第二微处理器电连接，用于将感知信号传输给微处理器模块。
10.根据权利要求7所述的长距离蜂巢式抄表系统，其特征在于，所述无线路由进一步包括电子传感器及进程间通信模块，所述电子传感器及进程间通信模块与异步收发传输芯片模块电连接，且两者之间数据双向传输。
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| CN111294776A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-06-16 | 乌鲁木齐明华智能电子科技有限公司 | 一种基于5g通讯的嵌入式智能终端 |
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