本實(shí)用新型涉及水表領(lǐng)域，尤其涉及二級組網(wǎng)無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

Lora是一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離無線傳輸方案，為用戶提供一種簡單的能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、長電池壽命、大容量的系統(tǒng)，進(jìn)而擴(kuò)展傳感網(wǎng)絡(luò)。本實(shí)用新型將微功耗無線Lora技術(shù)和GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一套戶用水表的二級組網(wǎng)無線抄表系統(tǒng)，在戶用水表小區(qū)內(nèi)即第一級采用Lora無線傳感器通信技術(shù)，在戶用水表小區(qū)外即第二級采用GPRS遠(yuǎn)程通信技術(shù)。該系統(tǒng)具有低功耗、低成本、抗干擾能力強(qiáng)，自組網(wǎng)和自適應(yīng)等特點(diǎn)，且具有較強(qiáng)的移植性和兼容性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供二級組網(wǎng)無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器可在大范圍內(nèi)采集各小區(qū)用戶的用水情況，且現(xiàn)場檢修方便。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

本實(shí)用新型提供二級組網(wǎng)無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，包括水表、集中器、采集器、服務(wù)器；

所述采集器包括雙霍爾脈沖傳感器、第一Lora無線模塊；

所述采集器通過所述雙霍爾脈沖傳感器與一個(gè)以上所述水表連接；

所述集中器包括GPRS通信模塊、第二Lora無線模塊；

所述集中器的所述第二Lora無線模塊與一個(gè)以上所述采集器的所述第一 Lora無線模塊連接；

一個(gè)以上所述集中器通過所述GPRS通信模塊與所述服務(wù)器連接。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型通過將微功耗Lora無線技術(shù)和 GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一套戶用水表的二級組網(wǎng)無線抄表系統(tǒng)，在戶用水表小區(qū)內(nèi)即第一級通過Lora無線模塊將采集器通過雙霍爾脈沖傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至集中器，在戶用水表小區(qū)外即第二級通過GPRS通信模塊將集中器中收集到的該小區(qū)中各采集器發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至遠(yuǎn)程服務(wù)器，使得遠(yuǎn)程服務(wù)器可在大范圍內(nèi)采集各小區(qū)用戶的用水情況，從而可合理的得出水資源的使用情況、調(diào)配規(guī)劃等。本實(shí)用新型提供的二級組網(wǎng)無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)具有低功耗、低成本、抗干擾能力強(qiáng)，自組網(wǎng)和自適應(yīng)等特點(diǎn)，且具有較強(qiáng)的移植性和兼容性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的二級組網(wǎng)無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型提供的采集器的具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本實(shí)用新型提供的集中器的具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為本實(shí)用新型提供的藍(lán)牙信號與Lora無線信號轉(zhuǎn)換模塊的具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖；

標(biāo)號說明：

1、水表；

2、集中器；21、GPRS通信模塊；22、第二Lora無線模塊；23、第二PIC 單片機(jī)；24、第二存儲(chǔ)模塊；25、第二RS232接口；26、第二電源模塊；27、第二定時(shí)器；28、第二USB接口；

3、采集器；31、雙霍爾脈沖傳感器；32、第一Lora無線模塊；33、第一 PIC單片機(jī)；34、第一存儲(chǔ)模塊；35、第一RS232接口；36、第一電源模塊； 37、閥門控制模塊；38、第一定時(shí)器；39、第一USB接口；

4、服務(wù)器；5、移動(dòng)設(shè)備；

6、藍(lán)牙信號與Lora無線信號轉(zhuǎn)換模塊；61、藍(lán)牙模塊；62、第三PIC單片機(jī)；63、第三Lora無線模塊；64、弱電供電電路；65、鋰電池；66、電源開關(guān)。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說明。

本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：本實(shí)用新型通過將微功耗Lora無線技術(shù)和 GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一套戶用水表的二級組網(wǎng)無線抄表系統(tǒng)。

名詞解釋：

請參照圖1至圖4，

本實(shí)用新型提供二級組網(wǎng)無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，包括水表1、集中器2、采集器3、服務(wù)器4；

所述采集器3包括雙霍爾脈沖傳感器31、第一Lora無線模塊32；

所述采集器3通過所述雙霍爾脈沖傳感器31與一個(gè)以上所述水表1連接；

所述集中器2包括GPRS通信模塊21、第二Lora無線模塊22；

所述集中器2的所述第二Lora無線模塊22與一個(gè)以上所述采集器3的所述第一Lora無線模塊32連接；

所述服務(wù)器4通過所述GPRS通信模塊21與一個(gè)以上所述集中器2連接。

進(jìn)一步地，還包括移動(dòng)設(shè)備5和藍(lán)牙信號與Lora無線信號轉(zhuǎn)換模塊6；

所述移動(dòng)設(shè)備5通過所述藍(lán)牙信號與Lora無線信號轉(zhuǎn)換模塊6與所述采集器3或所述集中器2連接；

所述藍(lán)牙信號與Lora無線信號轉(zhuǎn)換模塊6包括藍(lán)牙模塊61、第三PIC單片機(jī)62、第三Lora無線模塊63、弱電供電電路64、鋰電池65和電源開關(guān)66；

所述藍(lán)牙模塊61與所述第三PIC單片機(jī)62連接；

所述第三PIC單片機(jī)62與所述第三Lora無線模塊63連接；

所述藍(lán)牙模塊61、所述第三PIC單片機(jī)62和所述第三Lora無線模塊63分別與所述弱電供電電路64連接；

所述弱電供電電路64通過所述鋰電池65與所述電源開關(guān)66連接。

由上述描述可知，通過藍(lán)牙信號與Lora無線信號轉(zhuǎn)換模塊中內(nèi)嵌的藍(lán)牙模塊接收移動(dòng)設(shè)備設(shè)置采集器、集中器、水表的參數(shù)信息，并通過第三PIC單片機(jī)將參數(shù)信息轉(zhuǎn)換為Lora無線信號，通過Lora無線模塊發(fā)送帶有參數(shù)信息的 Lora無線信號至采集器、集中器、水表等設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)可在小區(qū)現(xiàn)場通過移動(dòng)設(shè)備設(shè)置抄表系統(tǒng)中水表、采集器、集中器的參數(shù)信息，當(dāng)抄表系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，方便工程師現(xiàn)場排查搶修。

進(jìn)一步地，所述采集器3還包括第一PIC單片機(jī)33、第一存儲(chǔ)模塊34、第一RS232接口35、第一電源模塊36、閥門控制模塊37；

所述第一PIC單片機(jī)33通過所述第一電源模塊36與市電連接；

所述第一PIC單片機(jī)33通過所述閥門控制模塊37與所述水表1的閥門連接；

所述雙霍爾脈沖傳感器31、所述第一Lora無線模塊32、所述第一存儲(chǔ)模塊 34、所述第一RS232接口35分別與所述第一PIC單片機(jī)33連接。

由上述描述可知，采集器通過雙霍爾脈沖傳感器采集水表的脈沖信號，并將脈沖信號轉(zhuǎn)換為計(jì)量數(shù)據(jù)，并將計(jì)量數(shù)據(jù)有序的存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)模塊中。預(yù)設(shè)時(shí)間間隔將第一存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過第一Lora無線模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸給集中器；工程師可將PC端通過RS232接口與采集器連接，對設(shè)置采集器的參數(shù)或檢查采集器是否發(fā)生故障。

進(jìn)一步地，所述采集器3還包括第一定時(shí)器38；

所述第一定時(shí)器38與所述第一PIC單片機(jī)33連接。

由上述描述可知，采集器同時(shí)具有主動(dòng)和被動(dòng)兩種觸發(fā)方式。具體為當(dāng)?shù)谝欢〞r(shí)器到達(dá)預(yù)設(shè)的時(shí)長時(shí)，或第一PIC單片機(jī)接收到外部設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)指令時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)第一無線Lora模塊從第一存儲(chǔ)裝置中獲取數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至集中器。

進(jìn)一步地，所述集中器2還包括第二PIC單片機(jī)23、第二存儲(chǔ)模塊24、第二RS232接口25、第二電源模塊26；

所述第二PIC單片機(jī)23通過所述第二電源模塊26與市電連接；

所述GPRS通信模塊21、所述第二Lora無線模塊22、所述第二存儲(chǔ)模塊 24、所述第二RS232接口25分別與所述第二PIC單片機(jī)23連接。

由上述描述可知，集中器起著承上啟下的作用，通過集中器可將固定范圍內(nèi)的采集器管理起來，前端通過Lora無線模塊管理其信號覆蓋范圍內(nèi)的采集器、后端與服務(wù)器建立GPRS通信鏈路。采集器中的計(jì)量、日志等數(shù)據(jù)在特定的時(shí)間內(nèi)向集中器匯總、存儲(chǔ)，集中器通過與向服務(wù)器建立的數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，服務(wù)器中的控制指令亦可通過集中器下達(dá)到采集器。

進(jìn)一步地，所述集中器2還包括第二定時(shí)器27；

所述第二定時(shí)器27與所述第二PIC單片機(jī)23連接。

由上述描述可知，集中器同時(shí)具有主動(dòng)和被動(dòng)兩種觸發(fā)方式。具體為當(dāng)?shù)诙〞r(shí)器到達(dá)預(yù)設(shè)的時(shí)長時(shí)，或第二PIC單片機(jī)接收到外部設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)指令時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)GPRS通信模塊從第二存儲(chǔ)裝置中獲取數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器。

進(jìn)一步地，所述采集器3還包括第一USB接口39；所述第一USB接口39 與所述第一PIC單片機(jī)33連接。

由上述描述可知，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，集中器無法獲取到采集器中的數(shù)據(jù)，此時(shí)，可將U盤、移動(dòng)硬盤等存儲(chǔ)裝置通過第一USB接口與采集器連接，并從采集器的第一存儲(chǔ)裝置中獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)便捷地拷貝水表數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述集中器2還包括第二USB接口28；所述第二USB接口28 與所述第二PIC單片機(jī)23連接。

由上述描述可知，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，服務(wù)器無法獲取到集中器中的數(shù)據(jù)，此時(shí)，可將U盤、移動(dòng)硬盤等存儲(chǔ)裝置通過第二USB接口與集中器連接，并從集中器的第二存儲(chǔ)裝置中獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)便捷地拷貝水表數(shù)據(jù)。

實(shí)施例：

二級組網(wǎng)無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，包括水表、集中器、采集器、服務(wù)器、移動(dòng)設(shè)備、藍(lán)牙信號與Lora無線信號轉(zhuǎn)換模塊；

所述采集器包括雙霍爾脈沖傳感器、第一Lora無線模塊、第一PIC單片機(jī)、第一存儲(chǔ)模塊、第一RS232接口、第一電源模塊、閥門控制模塊、第一定時(shí)器、一USB接口；所述采集器通過所述雙霍爾脈沖傳感器與一個(gè)以上所述水表連接；所述第一PIC單片機(jī)通過所述第一電源模塊與市電連接；所述第一PIC單片機(jī)通過所述閥門控制模塊與所述水表的閥門連接；所述第一存儲(chǔ)模塊、所述第一 RS232接口、所述第一定時(shí)器和所述第一USB接口分別與所述第一PIC單片機(jī)連接；

所述集中器包括GPRS通信模塊、第二Lora無線模塊、第二PIC單片機(jī)、第二存儲(chǔ)模塊、第二RS232接口、第二電源模塊、第二定時(shí)器、第二USB接口；所述第二PIC單片機(jī)通過所述第二電源模塊與市電連接；所述第二存儲(chǔ)模塊、所述第二RS232接口、所述第二定時(shí)器和所述第二USB接口分別與所述第二 PIC單片機(jī)連接；所述集中器的所述第二Lora無線模塊與一個(gè)以上所述采集器的所述第一Lora無線模塊連接；一個(gè)以上所述集中器通過所述GPRS通信模塊與所述服務(wù)器連接；

其中，第一RS232接口和第二RS232接口可與PC端連接，方便工廠調(diào)試采集器或集中器，開發(fā)工廠調(diào)試軟件，測試產(chǎn)品性能和功能是否正常，以及初始化參數(shù)的設(shè)定，設(shè)定參數(shù)可以保存excel。方便產(chǎn)品查詢追溯。

所述移動(dòng)設(shè)備通過所述藍(lán)牙信號與Lora無線信號轉(zhuǎn)換模塊與所述采集器或所述集中器連接；所述藍(lán)牙信號與Lora無線信號轉(zhuǎn)換模塊包括藍(lán)牙模塊、第三 PIC單片機(jī)、第三Lora無線模塊、弱電供電電路、鋰電池和電源開關(guān)；所述藍(lán)牙模塊與所述第三PIC單片機(jī)連接；所述第三PIC單片機(jī)與所述第三Lora無線模塊連接；所述藍(lán)牙模塊、所述第三PIC單片機(jī)和所述第三Lora無線模塊分別與所述弱電供電電路連接；所述弱電供電電路通過所述鋰電池與所述電源開關(guān)連接。

其中，移動(dòng)設(shè)備包括智能手機(jī)端。手機(jī)藍(lán)牙直接連接集中器藍(lán)牙模塊，完成對集中器參數(shù)的現(xiàn)場設(shè)置和讀取。手機(jī)藍(lán)牙通過藍(lán)牙信號與Lora無線信號轉(zhuǎn)換模塊完成對采集器參數(shù)的現(xiàn)場設(shè)置和其它操作。手機(jī)端軟件一級菜單包括物聯(lián)網(wǎng)水表、采集器、集中器三個(gè)。用戶選擇對應(yīng)的設(shè)置選項(xiàng)進(jìn)入相應(yīng)產(chǎn)品的參數(shù)設(shè)置頁面。主要功能如下：

a)通過移動(dòng)設(shè)備可以對表具進(jìn)行控制功能，包括初始化頻段設(shè)置，采集器時(shí)間設(shè)置、集中器時(shí)間設(shè)置、上傳時(shí)間設(shè)置、采集器喚醒時(shí)間設(shè)置；

b)通過移動(dòng)設(shè)備可進(jìn)行查詢操作，包括：查新用戶檔案號，采集器ID，水表ID，集中器ID，水表鋼印等；

c)通過移動(dòng)設(shè)備可實(shí)時(shí)控制采集器閥門；

d)通過移動(dòng)設(shè)備可設(shè)置采集器、集中器參數(shù)設(shè)置，包括無線模塊等；

e)通過移動(dòng)設(shè)備可以增加、刪除采集器節(jié)點(diǎn)；

其中，藍(lán)牙模塊提供對外的藍(lán)牙連接通道，支持藍(lán)牙BLE4.0協(xié)議。通過 PIC24單片機(jī)串口操作完成數(shù)據(jù)的傳遞。藍(lán)牙模塊可以通過PIC單片機(jī)的AT命令實(shí)現(xiàn)對藍(lán)牙模塊的參數(shù)設(shè)置。主要功能和特點(diǎn)如下：

a)藍(lán)牙模塊收到數(shù)據(jù)無縫隙通過第三Lora無線模塊透傳；

b)3.7V鋰電池供電，有充電管理模塊，液晶顯示電壓、電流、功耗；

c)可設(shè)置待機(jī)時(shí)間，CPU采用PICFJ128GA306；

d)SX1278Lora無線模塊完成與水表之間的信息交換，通過無線433M頻率對智能水表進(jìn)行操作和讀寫以及其它設(shè)置；

e)弱電供電電路給藍(lán)牙模塊、PIC單片機(jī)、第三Lora無線模塊提供電源。使用3.7V的可充電鋰電池或者5V DC供電。

f)通過電源開關(guān)可以對該裝置電源進(jìn)行關(guān)閉和打開，延長藍(lán)牙信號與Lora 無線信號轉(zhuǎn)換模塊的工作時(shí)間。也可以設(shè)置藍(lán)牙信號與Lora無線信號轉(zhuǎn)換模塊為休眠模式；

g)第三Lora無線模塊單獨(dú)設(shè)置工作頻點(diǎn)，不同于采集器和集中器中Lora 無線模塊的工作頻點(diǎn)。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的二級組網(wǎng)無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，通過將微功耗 Lora無線技術(shù)和GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一套戶用水表的二級組網(wǎng)無線抄表系統(tǒng)，在戶用水表小區(qū)內(nèi)即第一級通過Lora無線模塊將采集器通過雙霍爾脈沖傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送至集中器，在戶用水表小區(qū)外即第二級通過GPRS 通信模塊將集中器中收集到的該小區(qū)中各采集器發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至遠(yuǎn)程服務(wù)器，使得遠(yuǎn)程服務(wù)器可在大范圍內(nèi)采集各小區(qū)用戶的用水情況，從而可合理的得出水資源的使用情況、調(diào)配規(guī)劃等。本實(shí)用新型提供的二級組網(wǎng)無線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)具有低功耗、低成本、抗干擾能力強(qiáng)，自組網(wǎng)和自適應(yīng)等特點(diǎn)，且具有較強(qiáng)的移植性和兼容性。

以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。