本實(shí)用新型屬于遠(yuǎn)傳燃?xì)獗砑夹g(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼募衅飨到y(tǒng)的設(shè)計。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)針對遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼某砑夹g(shù)中，無線遠(yuǎn)傳抄表技術(shù)方興未艾，有線抄表技術(shù)由于需要提前進(jìn)行布線施工，一方面需要耗費(fèi)大量的人力，另一方面還會消耗高昂的布線施工成本，使得其實(shí)用性大打折扣。因此，發(fā)展無線遠(yuǎn)傳抄表技術(shù)就成為了今后遠(yuǎn)傳燃?xì)獗沓磉@一領(lǐng)域中的必然發(fā)展趨勢。

集中器(Concentrator)作為連接終端、計算機(jī)或通信設(shè)備的中心連接點(diǎn)設(shè)備，是無線遠(yuǎn)傳抄表技術(shù)中的核心。由于遠(yuǎn)傳抄表國家標(biāo)準(zhǔn)目前仍然停留在粗線條上，國內(nèi)外各企業(yè)遠(yuǎn)傳抄表所使用的技術(shù)差異較大，各企業(yè)所生產(chǎn)的集中器均用于配套自己的遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)，沒有互換性。但一般來說，從功能層面來講集中器的基本組成和電路框圖還是大致相同的，即一般包括電源、處理器、存儲器、GSM/GPRS模塊等。

現(xiàn)有技術(shù)中，從M-Bus組網(wǎng)性能上看，利爾達(dá)和TI提供的集中器在硬件帶載能力上均按照60臺抄表的容量設(shè)計，且使用了大量TI公司的大電流放大器、高電壓運(yùn)放、精密比較器等非常用元器件，由此帶來了采購和生產(chǎn)上的不便。此外，現(xiàn)有的集中器無論是否抄表，M-Bus總線都一直處于供電狀態(tài)，這樣當(dāng)終端設(shè)備較多時，靜態(tài)電流的功耗會非常巨大，從而造成電能的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中集中器的設(shè)計采用了大量非常用元器件，在采購和生產(chǎn)上帶來不便，并且容易造成電能浪費(fèi)的問題，提出了一種應(yīng)用于遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼募衅飨到y(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種應(yīng)用于遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼募衅飨到y(tǒng)，包括電源模塊、處理器模塊、存儲器模塊以及無線通信模塊；

存儲器模塊通過SPI與處理器模塊通信連接；

無線通信模塊通過UART與處理器模塊通信連接。

優(yōu)選地，集中器系統(tǒng)還包括GSM/GPRS模塊；所述GSM/GPRS模塊通過UART與處理器模塊通信連接。

優(yōu)選地，集中器系統(tǒng)還包括M-Bus主機(jī)端接口模塊；所述M-Bus主機(jī)端接口模塊通過UART與處理器模塊通信連接。

優(yōu)選地，集中器系統(tǒng)還包括RS485接口模塊；所述RS485接口模塊通過UART與處理器模塊通信連接。

優(yōu)選地，處理器模塊采用Cortex-M3內(nèi)核的STM32處理器實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選地，存儲器模塊采用EEPROM存儲器實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選地，無線通信模塊采用QFT703無線模塊實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)本實(shí)用新型對各單元都采用了模塊化設(shè)計，集成度高，體積較小，從而降低了封裝外殼金屬的成本，且方便部署。

(2)本實(shí)用新型采用QFT703無線模塊與外界實(shí)現(xiàn)470MHz微功率局域網(wǎng)通信，QFT703無線模塊為用戶提供了豐富的頻道資源，并全部分布在470MHz～471MHz的免執(zhí)照頻段內(nèi)，使用不同頻道的模塊間相互不能通訊，也不會干擾彼此通訊。用戶在使用QFT703無線模塊與外界進(jìn)行微功率局域網(wǎng)通信時可自主選擇不同的頻道以避免通信干擾。

(3)本實(shí)用新型基于EN13757協(xié)議對M-Bus主機(jī)端接口模塊進(jìn)行了重新設(shè)計，去掉了M-Bus主機(jī)端推薦設(shè)計中的難購器件；可支持300臺終端，極大方便了電梯公寓之類的高層建筑的布線；同時M-Bus主機(jī)端接口模塊電源可切斷，節(jié)省了集中器系統(tǒng)大約90％的待機(jī)功耗。

(4)本實(shí)用新型中，處理器模塊根據(jù)掉電檢測信號控制電源模塊為集中器系統(tǒng)中的其它模塊提供掉電保護(hù)，能夠保護(hù)集中器系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和關(guān)鍵操作。

(5)本實(shí)用新型整合了GSM/GPRS、M-Bus、RS485、470MHz微功率無線網(wǎng)絡(luò)等接口模塊，各模塊均采用可裁剪設(shè)計，能夠滿足用戶對于集中器系統(tǒng)的各種組網(wǎng)需求。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的一種應(yīng)用于遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼募衅飨到y(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步的說明。

本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼募衅飨到y(tǒng)，如圖1所示，包括電源模塊、處理器模塊、存儲器模塊、無線通信模塊、GSM/GPRS模塊、M-Bus主機(jī)端接口模塊以及RS485接口模塊。

其中，電源模塊用于為集中器系統(tǒng)中的其它模塊供電并進(jìn)行掉電檢測，當(dāng)檢測到掉電信號后，電源模塊會及時提醒處理器模塊，并處理器模塊的控制下分別為處理器模塊、存儲器模塊、無線通信模塊、M-Bus主機(jī)端接口模塊以及RS485接口模塊提供掉電保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)對集中器系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和關(guān)鍵操作進(jìn)行保護(hù)。

存儲器模塊通過SPI(Serial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口)與處理器模塊通信連接，用于存儲集中器系統(tǒng)的路由信息。本實(shí)用新型實(shí)施例中，存儲器模塊采用EEPROM存儲器，為整個集中器系統(tǒng)提供1～3Mbit可裁剪EEPROM存儲，可支持約1000戶本機(jī)用戶和50個采集器的路由信息存儲。

無線通信模塊通過UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步收發(fā)傳輸器)與處理器模塊通信連接，用于與外界實(shí)現(xiàn)470MHz微功率局域網(wǎng)通信。同時，無線通信模塊實(shí)時將其狀態(tài)信號發(fā)送至處理器模塊進(jìn)行處理。本實(shí)用新型實(shí)施例中，無線通信模塊采用成都前鋒電子儀器有限責(zé)任公司自主開發(fā)的QFT703無線模塊實(shí)現(xiàn)。QFT703無線模塊與處理器模塊通信串口的波特率為57600bps。

QFT703無線模塊使用2.54mm間距連接器，其中各引腳的功能如下：1腳為GND接地端；2腳接電源正極；3腳保留，用于滿足后續(xù)升級所用；4腳為忙信號#BUSY，置0時表示模塊忙碌，暫不相應(yīng)命令，置1時表示模塊空閑，可以接受命令；5腳為模塊串口發(fā)送端TXD，6腳為模塊串口接收端RXD。

QFT703無線模塊的所有通訊操作均以“數(shù)據(jù)包”為單位完成，具有非常高的開發(fā)靈活性。同時QFT703無線模塊為用戶提供了豐富的頻道資源，并全部分布在470MHz～471MHz的免執(zhí)照頻段內(nèi)，使用不同頻道的模塊間相互不能通訊，也不會干擾彼此通訊。由于支持多個通訊頻道，QFT703無線模塊可以在上位機(jī)的操縱下完成頻分多址、碼分多址等高級地址鑒別，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。同時，當(dāng)無線通信受到同頻率的其他無線電信號干擾時，可以通過選擇不同的頻道以避開干擾。

GSM/GPRS模塊通過UART與處理器模塊通信連接，用于根據(jù)處理器模塊的控制信號與外界實(shí)現(xiàn)SMS或公網(wǎng)以太通信。本實(shí)用新型實(shí)施例中，GSM/GPRS模塊采用現(xiàn)有技術(shù)中成熟的GSM/GPRS模塊實(shí)現(xiàn)，該模塊已經(jīng)將GPRS的TCP/IP通信進(jìn)行了封裝，直接通過串口AT命令操作即可實(shí)現(xiàn)。該模塊設(shè)計的關(guān)鍵是為其配備獨(dú)立的電源供應(yīng)，防止GSM發(fā)送時隙噪聲干擾高靈敏度的無線通信模塊。GSM/GPRS模塊與處理器模塊通信串口的波特率為57600bps。

M-Bus主機(jī)端接口模塊通過UART與處理器模塊通信連接，用于采集M-Bus總線上燃?xì)獗淼淖x數(shù)并發(fā)送給處理器模塊進(jìn)行處理。本實(shí)用新型實(shí)施例中，參考現(xiàn)有技術(shù)中TI提供的M-Bus設(shè)計原理圖，基于EN13757協(xié)議對M-Bus主機(jī)端接口模塊進(jìn)行了重新設(shè)計，去掉了M-Bus主機(jī)端推薦設(shè)計中的難購器件，并且擴(kuò)展性支持EN13757協(xié)議的物理層。同時，通過減小終端到主機(jī)間電流通訊采樣電阻等措施，減小了M-Bus主機(jī)端接口模塊自身的功率消耗，使其可支持300臺終端，極大方便了電梯公寓之類的高層建筑的布線。此外，M-Bus主機(jī)端接口模塊電源可切斷，即當(dāng)M-Bus主機(jī)端接口模塊停止采集M-Bus總線上燃?xì)獗淼淖x數(shù)時，處理器模塊控制電源模塊切斷對M-Bus主機(jī)端接口模塊的供電，從而可節(jié)省集中器系統(tǒng)大約90％的待機(jī)功耗。

RS485接口模塊通過UART與處理器模塊通信連接，用于實(shí)現(xiàn)集中器系統(tǒng)中集中器與采集器之間的組網(wǎng)。本實(shí)用新型中各模塊均采用可裁剪設(shè)計，可根據(jù)系統(tǒng)需要靈活裁剪各功能模塊(例如將GSM/GPRS模塊裁剪過后即可實(shí)現(xiàn)采集器的功能)，能夠滿足用戶對于集中器系統(tǒng)的各種組網(wǎng)需求。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，處理器模塊采用Cortex-M3內(nèi)核的STM32處理器實(shí)現(xiàn)。該處理器具有較高的數(shù)據(jù)處理能力和足夠多的串口，極大第方便了軟件設(shè)計。在存儲空間上，該處理器最大具有1MB的Flash程序存儲器，128kB的RAM數(shù)據(jù)存儲器，系列內(nèi)Pin-To-Pin兼容，可滿足后續(xù)應(yīng)用需求擴(kuò)展。

下面通過一個實(shí)施例對本實(shí)用新型的工作流程進(jìn)行詳細(xì)介紹：

本實(shí)用新型提供的一種應(yīng)用于遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼募衅飨到y(tǒng)，其工作過程包括以下三個階段：

1、初始化階段，該階段主要完成以下工作：

(1)上電后各模塊進(jìn)行自檢；

(2)各模塊讀取存儲的通信配置；

(3)初始化各通信接口；

(4)連接后臺并取得當(dāng)前時間設(shè)置。

2、任務(wù)執(zhí)行階段，該階段主要完成以下工作：

(1)根據(jù)后臺指令維護(hù)預(yù)約任務(wù)列表；

(2)根據(jù)后臺預(yù)約任務(wù)進(jìn)行操作(例如周期性采集燃?xì)獗淼淖x數(shù))；

(3)根據(jù)后臺臨時任務(wù)進(jìn)行操作(例如臨時采集燃?xì)獗淼淖x數(shù)、調(diào)價等)；

(4)接收終端異常上報，記錄并報后臺。

3、數(shù)據(jù)維護(hù)階段，該階段主要完成以下工作：

(1)根據(jù)后臺指令維護(hù)系統(tǒng)管轄范圍內(nèi)的終端上的數(shù)據(jù)信息；

(2)存取采集到的燃?xì)獗碜x數(shù)信息及終端異常上報信息；

(3)根據(jù)后臺要求提供燃?xì)獗碜x數(shù)信息以及管轄范圍內(nèi)的終端上的數(shù)據(jù)信息。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本實(shí)用新型的原理，應(yīng)被理解為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。