智能水表的遠程無(wú)線(xiàn)抄表系統方案

隨著(zhù)電子通信與計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，遠程抄表技術(shù)在水、電和煤氣計量方面得以推廣應用。為適應這個(gè)發(fā)展方向，在研制出有線(xiàn)遠傳水表及其數據采集器的基礎上，開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用的數據集中器，以實(shí)現遠傳水表抄表系統。該系統有三層網(wǎng)絡(luò )結構：上位機管理系統、集中器和智能網(wǎng)絡(luò )水表。智能網(wǎng)絡(luò )水表通過(guò)RS-485總線(xiàn)和集中器連接，集中器通過(guò)調制解調器MODEM和電話(huà)網(wǎng)連接進(jìn)行遠程通訊，將數據通過(guò)電話(huà)網(wǎng)傳輸給上位機管理系統，在降低成本的同時(shí)提高了數據傳輸的可靠性。該系統具有良好的伸縮性，同時(shí)，上位機管理系統也可以和銀行聯(lián)網(wǎng)，組成四級網(wǎng)絡(luò )，為后續功能擴展奠定了基礎。

　　1　智能網(wǎng)絡(luò )水表

　　智能網(wǎng)絡(luò )水表的工作原理是在普通轉盤(pán)計數的水表中加裝干簧管和永磁鐵。雙干簧管固定安裝在計數轉盤(pán)上方附近，永磁鐵安裝在計數盤(pán)（本設計0.01m3）位上，計數盤(pán)每轉一圈，永磁鐵經(jīng)過(guò)雙干簧管各一次，在信號端產(chǎn)生兩個(gè)計量脈沖。當接收到有效計脈沖時(shí)，單片機由休眠模式轉為工作模式，由微處理器執行相應的計費程序。其硬件主要包括：微處理器、脈沖采集電路、液晶顯示電路、閥門(mén)控制電路、通信接口電路等。

　　1.1　脈沖采集電路

　　本設計使用了雙干簧管傳感器，即當檢測到一個(gè)干簧管吸合時(shí)，先記錄下來(lái)，再檢測另一個(gè)干簧管，只有檢測到另一個(gè)干簧管吸合后才認為信號有效。接線(xiàn)圖如圖1所示。

　　1.2　液晶顯示電路及顯示器

　　MSP430F413單片機內置一個(gè)24×4段的液晶顯示驅動(dòng)器。本設計中選用的液晶顯示器是定制生產(chǎn)的字符式液晶顯示器，其視屏尺寸是65mm×40mm,漢字數字協(xié)調美觀(guān)。液晶顯示電路及顯示器如圖2所示。

　　液晶顯示器作為水表的輸出接口，除了顯示電磁閥門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、表內剩余金額（當余額顯示為負時(shí)表示水表處于透支狀態(tài)）、累積用水量、電池狀態(tài)、本月累積用水量、分段（階梯水價(jià)時(shí)，每種水價(jià)水量的噸限）顯示、單價(jià)（當前水價(jià)）顯示、當前日期及當前時(shí)間之外，還具有提醒用戶(hù)及時(shí)充值的信息及顯示錯誤信息的功能。如：表示強磁干擾，（注：閥門(mén)會(huì )關(guān)閉）；表示欠壓狀態(tài)。