一種基于無線通訊與公用電話網(wǎng)的智能抄表系統(tǒng)

4 系統(tǒng)硬件電氣原理分述

4.1 水表發(fā)射器電氣部分原理

水表發(fā)射器的功能是將水表計(jì)量的用水量，以無線通訊的方式傳送給數(shù)據(jù)處理器?？驁D如圖3所示。安裝在水表內(nèi)的霍爾傳感器用來檢測用水量，水表中每流過0.1t水，霍爾傳感器就發(fā)出一個(gè)脈沖信號，經(jīng)串穩(wěn)態(tài)電路產(chǎn)生一個(gè)紅1s寬的脈沖，再經(jīng)施密特反相器4069整形后送入編碼器PT2262進(jìn)行編碼，PT2262全碼編址為4 11個(gè)，經(jīng)編碼后的數(shù)據(jù)送入無線發(fā)射模塊進(jìn)行發(fā)射，無線電發(fā)射頻率為400MHz，有效距離為50m；同時(shí)發(fā)射器還具備一些附加功能。
（1）防盜功能。由于干式水表靠電磁傳動的特點(diǎn)，它易受外磁場的影響。如果用戶在水表附近放有強(qiáng)磁鐵，它會使水表傳動齒輪轉(zhuǎn)速降低，使水表的測量精度降低。而發(fā)射器上另裝有一個(gè)專用于測量磁場強(qiáng)度的霍爾傳感器，當(dāng)發(fā)現(xiàn)水表附近有強(qiáng)磁場時(shí)，霍爾傳感器發(fā)出報(bào)警脈沖，經(jīng)發(fā)射器無線傳送給數(shù)據(jù)處理器。
（2）備用電池。為保證發(fā)射器在停電時(shí)能正常工作，在交流220V供電的同時(shí)，還備有一個(gè)4.8V的鎳氫電池、由LM358、555組成的電池電壓監(jiān)測和充電電路，使電池能正常充電。后備電池可維持發(fā)射器連續(xù)工作48h。

4.2 數(shù)據(jù)處理器電氣部分原理

數(shù)據(jù)處理器是本系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。由無線接收和解碼部分、時(shí)鐘日歷、8051及外圍、電話收發(fā)電路、電源等部分組成?？驁D如圖4所示。無線接收模塊與發(fā)射模塊工作在相同頻率400MHz上；解碼由PT2272完成，工作頻率與PT2262相同， 地址編碼與PT2262一致。時(shí)鐘日歷芯片DALLAS12887為系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的百年時(shí)鐘日歷，包括年、月、日、時(shí)、分、秒、星期和定時(shí)報(bào)警信號。

電話收發(fā)電路由撥號電路和音頻解碼電路組成。4-16譯碼妻MC4514模擬開關(guān)4066組成3*4虛擬鍵盤陣列，由8051控制過按鍵的開與合，完成將要拔出電話號碼和上傳數(shù)據(jù)的編碼，并將電話號碼和數(shù)據(jù)送入撥號電路。撥號專用芯片為W91312，晶振頻率為3.58MH，接收到管理計(jì)算機(jī)機(jī)端的電話號碼后立即撥出。當(dāng)兩端的握手信號完成，確認(rèn)線路接通后，由8051控制將上傳的數(shù)據(jù)以音頻方式輸出給管理計(jì)算機(jī)；音頻解碼電路的功能是將音頻信號解碼，以BCD碼的形式輸出。當(dāng)數(shù)據(jù)處理器撥通管理計(jì)算機(jī)后，管理計(jì)算機(jī)端回復(fù)一個(gè)接通握手信號，該信號是音頻信號，經(jīng)交流放大電路放大后，送入音頻解碼芯片MC145436解碼，最后以BCD碼的形式送入8051。

系統(tǒng)供電采用220V交流和鋰后備電池供電的雙重方案，當(dāng)住宅停電或人為斷電時(shí)，系統(tǒng)仍可維持正常工作48h。

4.3 管理計(jì)算機(jī)通訊接口板電氣部分原理

管理計(jì)算機(jī)通訊接口板由撥號電路、音頻解碼電路、電話振鈴檢測電路、光電隔離電路和電源電路組成，如圖5所示。撥號電路和音頻解碼電路與數(shù)數(shù)處理器板上的相同。

5 系統(tǒng)軟件

本系統(tǒng)軟件由數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和收費(fèi)系統(tǒng)三部分組成。

（1）數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。由于需要從并口讀取用戶的用水量，所以在用戶的用水量上來之后，先由數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)將用戶的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成文本文件。此系統(tǒng)在操作系統(tǒng)啟動后自動啟動，且一直處于工作狀態(tài)。
（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)?？紤]到數(shù)據(jù)接收之后形成的是文本文件，不能直接進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，所以設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。此系統(tǒng)在操作系統(tǒng)啟動后自動啟動，且一直處于工作狀態(tài)。
（3）收費(fèi)系統(tǒng)。在合法用戶登錄到本系統(tǒng)后，進(jìn)行日常的業(yè)務(wù)處理。根據(jù)用戶的計(jì)算機(jī)配置情況，該系統(tǒng)可以在單機(jī)環(huán)境下運(yùn)行，也可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行。

單機(jī)運(yùn)行環(huán)境對計(jì)算機(jī)軟、硬件的要求：操作系統(tǒng)為WIN95/WIN98；數(shù)據(jù)庫為Oracle734。

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境對計(jì)算機(jī)軟、硬件的要求：操作系統(tǒng)的客戶端為WIN95/WIN98、服務(wù)器端為WIN2000/WINNT；

數(shù)據(jù)庫的客戶端為Oracle734；服務(wù)器端為Oracle8i；

硬盤：5G；

水作為一種有限的資源，越來越為人們所重視，節(jié)約用水已不再是一種倡議，而是我們的責(zé)任和義務(wù)。因此，對居民、企事業(yè)單位用水的準(zhǔn)確計(jì)量是十分迫切的，一戶一閥，一戶一表已是大勢所趨。另一方面，聯(lián)一戶一表工程的實(shí)施，居民用水的計(jì)量與收費(fèi)的難度也逐漸加大，為了有效解決入戶抄表收存在的諸多弊端，提高效率，避免入戶抄表引發(fā)的治安問題，杜絕拖欠費(fèi)用。因此，戶外智能抄表代替?zhèn)鹘y(tǒng)入戶抄表勢在必行。

在現(xiàn)有的智能抄表中，有通過動力線載波網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，有通過鋪設(shè)專用線實(shí)現(xiàn)的，比較兩種智能抄表系統(tǒng)，用動力線載波網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)局限性比較大，主要受變壓器限制；通過鋪設(shè)專用線來實(shí)現(xiàn)，施工工程比較大，改造費(fèi)用也比較高。因此，采用公用電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能抄表系統(tǒng)，避免了上述的不利因素，適用面比較廣泛，安裝方便，不用鋪線，改造費(fèi)用也比較小，給用戶帶來很多方便。因此，應(yīng)用前景非常廣闊。