基于nRF2401智能小區無(wú)線(xiàn)抄表系統集中器設計

　　隨著(zhù)電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)的自動(dòng)化進(jìn)程正在逐漸加快，以至于在自動(dòng)抄表中對數據采集的實(shí)時(shí)性、可靠性、信息量提出了更高的要求。目前的抄表系統主要有：有線(xiàn)抄表系統，掌上抄表系統和無(wú)線(xiàn)抄表系統。其中有線(xiàn)抄表系統增加了綜合布線(xiàn)的費用和難度，降低了系統的應用靈活性，限制了有線(xiàn)抄表系統的推廣和應用。掌上抄表系統需抄表部門(mén)用掌上抄表器抄取數據，因此降低了自動(dòng)化程度。無(wú)線(xiàn)抄表系統采用無(wú)線(xiàn)收發(fā)設備傳輸數據，不需專(zhuān)門(mén)架線(xiàn)，系統結構簡(jiǎn)單，節省了人力和物力，相對有線(xiàn)抄表系統和掌上抄表系統有著(zhù)更大的優(yōu)勢。本文提出了一種基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的無(wú)線(xiàn)抄表系統，重點(diǎn)研究了基于nRF2401的無(wú)線(xiàn)通信的集中器的設計，通過(guò)該集中器可以實(shí)現采集數據快速、可靠的傳遞。

　　無(wú)線(xiàn)抄表系統方案

　　智能小區無(wú)線(xiàn)抄表系統主要由三表數據采集終端、集中器和物業(yè)中心的計算機組成。三表數據采集終端和集中器(下層)，集中器和物業(yè)中心(上層)的計算機均采用星型結構。智能小區無(wú)線(xiàn)抄表系統結構如圖1所示。

　　上層通過(guò)以nRF2401無(wú)線(xiàn)通信模塊與分散在小區內各棟樓內集中器上的nRF2401無(wú)線(xiàn)通信模塊相連接，形成1對多的連接形式，實(shí)現集中器和小區物業(yè)中心的計算機的實(shí)時(shí)在線(xiàn)連接。下層通信包括集中器通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式對三表數據的采集、存儲、轉發(fā)，以及轉發(fā)上位機下達的指令和對三表進(jìn)行控制操作等。集中器是整個(gè)無(wú)線(xiàn)抄表系統的通信橋梁，它的工作情況決定了系統的可靠性和穩定性，其實(shí)現功能有：每個(gè)月按約定時(shí)間循環(huán)查詢(xún)終端三表的數據，并把采集到的數據進(jìn)行累加保存起來(lái);當接收到物業(yè)中心的計算機發(fā)布的采集命令后，立即打包數據并傳送;也可主動(dòng)向物業(yè)中心的計算機發(fā)送數據、報告緊急情況等。

　　集中器硬件設計

　　在無(wú)線(xiàn)抄表系統中，集中器處于信息傳遞通路的中間位置，該系統中的集中器采用無(wú)線(xiàn)方式傳輸數據，是整個(gè)系統的核心。無(wú)線(xiàn)數據集中器主要有無(wú)線(xiàn)數據傳輸模塊nRF2401、外部存儲單元、本地通信接口、微處理器(MCU)和電源模塊等組成。數據集中器硬件結構框圖如圖2所示，數據集中器電路原理圖如圖3所示。

　　考慮到無(wú)線(xiàn)數據集中器的低功耗、經(jīng)濟高效、性能穩定、接口電路簡(jiǎn)單和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，因此選擇合適的電路芯片至關(guān)重要。