一種基于直接序列擴頻技術(shù)的無線遠傳智能燃氣表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種燃氣表，尤指一種基于直接序列擴頻技術(shù)(DSSS)的無線遠傳智能燃氣表。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)常用的無線智能燃氣表的硬件設(shè)計(采用CClllO系列無線收發(fā)芯片)使得其信息處理傳輸技術(shù)受到局限，僅能基于FSK、ASK等窄帶通信技術(shù)與集中系統(tǒng)之間實現(xiàn)通訊，無線智能燃氣表向集中系統(tǒng)傳輸燃氣流量數(shù)據(jù)，而后集中系統(tǒng)將接收到的燃氣流量數(shù)據(jù)上傳給賬務(wù)中心，完成無線集中抄表。從實際實施中可以發(fā)現(xiàn)，該無線智能燃氣表受窄帶通信技術(shù)的約束，導(dǎo)致其抗干擾性能很差，接收靈敏度低(只能達到約_120dBm)，無線通信傳輸距離較近，并且，與集中系統(tǒng)之間構(gòu)建的星型網(wǎng)絡(luò)的無線通信效果也不理想，有待改善。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種基于直接序列擴頻技術(shù)的無線遠傳智能燃氣表，該無線遠傳智能燃氣表可基于直接序列擴頻技術(shù)實現(xiàn)與集中系統(tǒng)之間的超遠距離通信，抗干擾能力強，接收靈敏度高，成本低。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0005]一種基于直接序列擴頻技術(shù)的無線遠傳智能燃氣表，它包括表殼、燃氣傳送管道，燃氣傳送管道的兩端分別為燃氣輸入口、燃氣輸出口，表殼內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)，其特征在于:控制系統(tǒng)包括主控電路、氣閥控制電路、氣量采樣電路和無線通信電路，其中:
[0006]氣閥控制電路設(shè)于燃氣輸入口處；
[0007]氣量采樣電路包括計數(shù)器組件、光電陣列和微控制器，計數(shù)器組件安裝在燃氣傳送管道上，光電陣列與計數(shù)器組件對應(yīng)設(shè)置，光電陣列的信號端與微控制器的相應(yīng)1端連接;
[0008]無線通信電路包括無線收發(fā)器和天線，無線收發(fā)器包括SX1278型無線收發(fā)芯片，天線的接線端與無線收發(fā)器的天線接線端連接；
[0009]主控電路包括微處理器；
[0010]氣閥控制電路的信號端、微控制器的采樣信號傳輸端、無線收發(fā)器的信號傳輸端分別與微處理器的相應(yīng)1端連接。
[0011]所述氣閥控制電路包括開關(guān)閥。
[0012]所述光電陣列由四組紅外收發(fā)單元構(gòu)成，每組紅外收發(fā)單元設(shè)有五對紅外發(fā)光管和紅外接收管，所述計數(shù)器組件中代表個位、十位、百位、千位的字輪上均開設(shè)有與字輪同圓心的180°半圓形開口，代表個、十、百、千位的字輪位置分別設(shè)置一組紅外收發(fā)單元，每組紅外收發(fā)單元的每對紅外發(fā)光管和紅外接收管分別對應(yīng)字輪上開設(shè)的半圓形開口所在的圓周而放置于字輪的兩側(cè)，紅外接收管用于開口轉(zhuǎn)到該對中的紅外發(fā)光管發(fā)光端時接收從紅外發(fā)光管發(fā)射出且從開口穿射過的光線。
[0013]本實用新型的優(yōu)點是:
[0014]本實用新型可基于直接序列擴頻技術(shù)(DSSS)實現(xiàn)與集中系統(tǒng)之間的超遠距離通信，無線通信過程中抗干擾能力強，接收靈敏度高，通信距離遠，與集中系統(tǒng)之間形成的星型網(wǎng)絡(luò)可靠性強、覆蓋面廣，可為應(yīng)用于不同規(guī)模小區(qū)的無線集中抄表提供可靠的保障。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型無線遠傳智能燃氣表的控制系統(tǒng)的組成示意圖。
[0016]圖2是主控電路和氣閥控制電路的電路原理圖。
[0017]圖3是無線通信電路的電路原理圖。
[0018]圖4是氣量采樣電路的電路原理圖(未示出計數(shù)器組件)。
[0019]圖5是本實用新型無線遠傳智能燃氣表的應(yīng)用說明示意圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1至圖4所示，本實用新型基于直接序列擴頻技術(shù)的無線遠傳智能燃氣表100包括表殼(圖中未示出)、燃氣傳送管道(圖中未示出)，燃氣傳送管道的兩端分別為燃氣輸入口、燃氣輸出口，表殼內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)，如圖1，控制系統(tǒng)包括主控電路10、氣閥控制電路40、氣量采樣電路50和無線通信電路20，其中:氣閥控制電路40設(shè)于燃氣輸入口處；氣量采樣電路50包括計數(shù)器組件51、光電陣列52和微控制器53 (即圖4中的D2)，計數(shù)器組件51安裝在燃氣傳送管道上，光電陣列52與計數(shù)器組件51對應(yīng)設(shè)置，光電陣列52的信號端與微控制器53的相應(yīng)1端連接；無線通信電路20包括無線收發(fā)器21和天線22 (即圖3中的AT)，無線收發(fā)器21包括SX1278型無線收發(fā)芯片(即圖3中的N3)，天線22置于表殼內(nèi)或表殼外，天線22的接線端與無線收發(fā)器21的天線接線端連接；主控電路10包括微處理器11 (即圖2中的Dl);氣閥控制電路40的信號端、微控制器53的采樣信號傳輸端、無線收發(fā)器21的信號傳輸端分別與微處理器11的相應(yīng)1端連接。
[0021]在實際設(shè)計中，氣閥控制電路40可包括開關(guān)閥41。
[0022]如圖4，光電陣列52由四組紅外收發(fā)單元構(gòu)成，每組紅外收發(fā)單元設(shè)有五對紅外發(fā)光管和紅外接收管，如圖4中所示的紅外發(fā)光管Dll與紅外接收管Qll為一對，Dll與Q1UD21與Q21、D31與Q31、D41與Q41、D51與Q51共五對為一組紅外收發(fā)單元，計數(shù)器組件51中代表個位(G)、十位(S)、百位(B)、千位(Q)的字輪上均開設(shè)有與字輪同圓心的180°半圓形開口，代表個、十、百、千位的字輪位置分別設(shè)置一組紅外收發(fā)單元，每組紅外收發(fā)單元的每對紅外發(fā)光管和紅外接收管分別對應(yīng)字輪上開設(shè)的半圓形開口所在的圓周而放置于字輪的兩側(cè)，紅外接收管用于當開口旋轉(zhuǎn)到該對中的紅外發(fā)光管發(fā)光端時，接收從紅外發(fā)光管發(fā)射出的、且從開口穿射過的光線。
[0023]在本實用新型中，氣量采樣電路50用來采集燃氣流量以及對采集到的燃氣流量數(shù)據(jù)進行相應(yīng)處理。無線通信電路20用來基于DSSS進行無線信號的接收和發(fā)送。主控電路10用來處于無線通信協(xié)議、控制其它器件的工作以及對燃氣流量數(shù)據(jù)進行相應(yīng)處理等。
[0024]在實際設(shè)計中，本實用新型100還可包括編程接口 60、復(fù)位電路30和供電電路70，編程接口 60、復(fù)位電路30、供電電路70的信號端分別與微處理器11的相應(yīng)1端連接。編程接口 60用來進行軟件仿真以及程序下載，復(fù)位電路30和供電電路70為外圍保障電路。
[0025]在本實用新型中，計數(shù)器組件51包括字輪，計數(shù)器組件為本領(lǐng)域的已有組件，其具體構(gòu)成不在這里詳述。
[0026]使用時，如圖5，本實用新型通過字輪處設(shè)置的光電陣列52，利用光電透射式光電編碼器原理進行計數(shù)直讀采樣，光電陣列52將采樣得到的燃氣流量信號傳送給微控制器53 (即D2)，由微控制器53對采集到的燃氣流量數(shù)據(jù)進行相應(yīng)處理并將處理后得到的氣量數(shù)據(jù)傳送給微處理器11 (即Dl)，由微處理器11命令SX1278型無線收發(fā)芯片N3經(jīng)由天線AT與集中系統(tǒng)200之間基于直接序列擴頻技術(shù)(DSSS)進行遠程通信，將氣量數(shù)據(jù)傳輸給集中系統(tǒng)200。本實用新型的接收靈敏度能夠達到_139dBm，比目前的窄帶通信技術(shù)所實現(xiàn)的接收靈敏度要改善將近20dBm，可達到更好的抄表效果。
[0027]當所有無線遠傳智能燃氣表100將氣量數(shù)據(jù)傳輸給集中系統(tǒng)200后，由集中系統(tǒng)200經(jīng)由GPRS或CDMA方式定期將所有氣量數(shù)據(jù)上傳給賬務(wù)中心300，完成無線集中抄表作業(yè)。
[0028]在實際實施時，在一個小區(qū)內(nèi)安裝一個集中系統(tǒng)200就能將整個小區(qū)每戶的用氣量信息收集起來，再通過移動通信網(wǎng)絡(luò)上傳到賬務(wù)中心300，以方便燃氣公司進行費用結(jié)笪并ο
[0029]在實際實施中，為了避免無線信號沖突問題的發(fā)生，不同的無線遠傳智能燃氣表100可分別分時向集中系統(tǒng)200發(fā)送氣量數(shù)據(jù)，且在發(fā)送氣量數(shù)據(jù)之前先偵聽無線信道。
[0030]在實際使用本實用新型的過程中，當剩余燃氣量不足、斷電或發(fā)生磁干擾時，微處理器11可控制氣閥控制電路40關(guān)閉開關(guān)閥41，以禁止燃氣用戶用氣。另外，本實用新型燃氣表100也可根據(jù)燃氣公司通過集中系統(tǒng)200發(fā)送來的指令來進行關(guān)閥操作，且只有在接收到燃氣公司的開閥允許指令后才可以進行開閥操作，實現(xiàn)對表具的遠程控制。
[0031]本實用新型可基于直接序列擴頻技術(shù)(DSSS)實現(xiàn)與集中系統(tǒng)之間的超遠距離通信，無線通信過程中抗干擾能力強，接收靈敏度高，通信距離遠，與集中系統(tǒng)之間形成的星型網(wǎng)絡(luò)可靠性強、覆蓋面廣，可為應(yīng)用于不同規(guī)模小區(qū)的無線集中抄表提供可靠的保障。
[0032]以上所述是本實用新型的較佳實施例及其所運用的技術(shù)原理，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本實用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本實用新型保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于直接序列擴頻技術(shù)的無線遠傳智能燃氣表，它包括表殼、燃氣傳送管道，燃氣傳送管道的兩端分別為燃氣輸入口、燃氣輸出口，表殼內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)，其特征在于:控制系統(tǒng)包括主控電路、氣閥控制電路、氣量采樣電路和無線通信電路，其中: 氣閥控制電路設(shè)于燃氣輸入口處； 氣量采樣電路包括計數(shù)器組件、光電陣列和微控制器，計數(shù)器組件安裝在燃氣傳送管道上，光電陣列與計數(shù)器組件對應(yīng)設(shè)置，光電陣列的信號端與微控制器的相應(yīng)1端連接； 無線通信電路包括無線收發(fā)器和天線，無線收發(fā)器包括SX1278型無線收發(fā)芯片，天線的接線端與無線收發(fā)器的天線接線端連接； 主控電路包括微處理器； 氣閥控制電路的信號端、微控制器的采樣信號傳輸端、無線收發(fā)器的信號傳輸端分別與微處理器的相應(yīng)1端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的無線遠傳智能燃氣表，其特征在于: 所述氣閥控制電路包括開關(guān)閥。
3.如權(quán)利要求1所述的無線遠傳智能燃氣表，其特征在于: 所述光電陣列由四組紅外收發(fā)單元構(gòu)成，每組紅外收發(fā)單元設(shè)有五對紅外發(fā)光管和紅外接收管，所述計數(shù)器組件中代表個位、十位、百位、千位的字輪上均開設(shè)有與字輪同圓心的180°半圓形開口，代表個、十、百、千位的字輪位置分別設(shè)置一組紅外收發(fā)單元，每組紅外收發(fā)單元的每對紅外發(fā)光管和紅外接收管分別對應(yīng)字輪上開設(shè)的半圓形開口所在的圓周而放置于字輪的兩側(cè)，紅外接收管用于開口轉(zhuǎn)到該對中的紅外發(fā)光管發(fā)光端時接收從紅外發(fā)光管發(fā)射出且從開口穿射過的光線。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于直接序列擴頻技術(shù)的無線遠傳智能燃氣表，它包括表殼、燃氣傳送管道，表殼內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括主控電路、氣閥控制電路、氣量采樣電路和無線通信電路。氣閥控制電路設(shè)于燃氣傳送管道的燃氣輸入口處。氣量采樣電路包括計數(shù)器組件，計數(shù)器組件安裝在燃氣傳送管道上，光電陣列與計數(shù)器組件對應(yīng)設(shè)置，光電陣列與微控制器連接。無線通信電路包括無線收發(fā)器和天線，無線收發(fā)器包括SX1278型無線收發(fā)芯片，天線與無線收發(fā)器連接。主控電路包括微處理器。氣閥控制電路、微控制器、無線收發(fā)器分別與微處理器連接。本實用新型可基于直接序列擴頻技術(shù)實現(xiàn)與集中系統(tǒng)之間的超遠距離通信，抗干擾能力強，接收靈敏度高。
【IPC分類】G08B17-02, G01F15-00
【公開號】CN204330055
【申請?zhí)枴緾N201520015349
【發(fā)明人】張文閣, 張志強, 裴鳳芹, 謝偉, 張靜, 閆方義, 李曉磊, 王智淵, 姬鵬飛, 徐宗云, 馮德軍, 高芳, 張青松, 左孝堂, 張小奎
【申請人】鄭州安然測控設(shè)備有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月9日