[发明专利]一种基于WIA无线网络的无线抄表装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线抄表装置，具体说是一种基于WIA无线网络的无线抄表装置。 

背景技术

在物联网技术迅速发展的今天，无线抄表技术也得到了快速发展，由于无线抄表具有功耗低、不用抄表人员现场去进行查抄、抄表实时性高等优点，所以无线抄表技术在未来具有很好的应用前景。 

在中国专利号02200581.1中，公开了一种利用电话线的自动抄表系统，该系统包括用户端和管理端，用户端由表具、采集器、数据处理器组成，表具将数据传递给采集器，采集器与数据处理器通过无线方式传输数据，无线发射频率为400MHz左右，数据处理器与管理端通过电话线传输数据，实现自动抄表。该系统的不足是无线抄表只局限于用户端的范围内，要求用户必须具有电话线的硬件条件，不适用于安装在户外的大抄表。 

在中国专利号96202204.7中，公开了一种多用户煤气、电、表具自动抄表装置，它在每个用户仪表的转动位置都安装一个用户数据采集单元，通过监测器件，将信号转换成电脉冲信号，对脉冲信号进行累计计数，在每个数据采集单元汇总到一个数据集中处理单元，红外抄表器通过控制数据集中处理单元对每个数据采集单元的累计结果进行读取、清零。红外抄表器通过输出接口将读取的数据向其他装置输出。该技术采用红外方式传输数据，具有传输距离短、信号传输不稳定等缺陷，而且仍需人工抄表，不能从根本上解决问题。 

在中国专利号200810207546.9中，公开了一种用GPRS进行无线抄表的技术。处理器采集电表的数据，然后通过GPRS网络将数据传递给后台服务器。该系统的不足之处是由于采用GPRS网络技术，每年都要向通信运营商缴纳一定的费用。 

针对于以上缺点不足，本发明提出了一种无线射频装置，由该装置构成的WIA无线网络抄表系统，能够很好的解决以上不足，它支持多跳(Multi-hop)、对等(Peer to Peer)的无线通信方式，具有自主组网、网络规模 可变、节点可大量部署、无人值守等特点，同时可以通过休眠机制降低节点能耗。 

发明内容

为了克服现有技术中存在的传输距离短、信号传输不稳定、使用费用昂贵等不足，本发明的目的是提供一种远距离无线抄表装置。该装置把无线通信技术和射频电路技术相结合，并且融合了自己独特的天线设计，设计出一款无线通信装置，该装置能够很好的完成抄表数据的采集、发送和接收，代替传统的人工入户抄表。 

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下： 

WIA无线网络采用Mesh网络结构，WIA网络中包括多个互相之间进行通信的抄表装置，所述无线抄表装置包括： 

天线：所述天线是上位机与射频收发电路进行无线信号通信的桥梁； 

射频收发电路：天线与射频收发电路通过天线阻抗匹配电路进行无线信号通信； 

射频收发开关：所述射频收发开关通过高低电平控制射频收发电路接收、发送无线信号； 

处理器电路：核心为STM32F103C8T6芯片，外部为滤波电容和上拉、下拉电阻；处理器电路与电表通过串口电路进行通信； 

电源电路：为整个装置供电。 

射频收发电路由收发控制器、射频滤波电路和高通滤波电容构成。 

射频滤波电路和高通滤波电容构成无线信号接收、发送电路；所述无线信号接收电路由电容CR1～CR2、电感LR构成；无线信号发送电路由电容CC1、CM、CH、C0、电感LM、LH、L0、LC、LR、电阻RDC构成。 

收发控制器的核心为Si4432芯片。 

天线阻抗匹配电路包括电容CM2～CM3、电感LM2紧放组成π型电路，电容CC2与电容CM2紧放；电容CM3出来的导线与天线的连接座的导线长度为3.25毫米，宽度为0.46毫米。 

天线内置于无线抄表装置中，天线与无线通信装置长软线缆连接；天线输入阻抗为50Ω，电压驻波比小于2.5，电磁波辐射方向为全向，能够承受最大输出功率5W。 

无线抄表装置还包括存储电路，存储电路的输入端与处理器电路相连；存储电路的核心为M25P10-A芯片；R6、R7、R8分别作为数据线的上拉电阻，R9作为时钟线的下拉电阻，C5作为电源和保持管脚的滤波电容。 

电源电路的输入电压为12V，经过TVS1保护、C1滤波后通过LM2594M-5.0输出5V电压；输出的5V电压经过L1、C2、C3滤波，输出给MP1700T电源芯片后转换成3.3V信号，为系统供电。 

接口电路包括JTAG调试电路、状态指示灯电路、与电表通信串口电路和复位电路。