基于nRF2401智能小區(qū)無線抄表系統(tǒng)集中器設(shè)計(jì)

　　隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)的自動化進(jìn)程正在逐漸加快，以至于在自動抄表中對數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性、可靠性、信息量提出了更高的要求。目前的抄表系統(tǒng)主要有：有線抄表系統(tǒng)，掌上抄表系統(tǒng)和無線抄表系統(tǒng)。其中有線抄表系統(tǒng)增加了綜合布線的費(fèi)用和難度，降低了系統(tǒng)的應(yīng)用靈活性，限制了有線抄表系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用。掌上抄表系統(tǒng)需抄表部門用掌上抄表器抄取數(shù)據(jù)，因此降低了自動化程度。無線抄表系統(tǒng)采用無線收發(fā)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，不需專門架線，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省了人力和物力，相對有線抄表系統(tǒng)和掌上抄表系統(tǒng)有著更大的優(yōu)勢。本文提出了一種基于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無線抄表系統(tǒng)，重點(diǎn)研究了基于nRF2401的無線通信的集中器的設(shè)計(jì)，通過該集中器可以實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)快速、可靠的傳遞。

　　無線抄表系統(tǒng)方案

　　智能小區(qū)無線抄表系統(tǒng)主要由三表數(shù)據(jù)采集終端、集中器和物業(yè)中心的計(jì)算機(jī)組成。三表數(shù)據(jù)采集終端和集中器(下層)，集中器和物業(yè)中心(上層)的計(jì)算機(jī)均采用星型結(jié)構(gòu)。智能小區(qū)無線抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　上層通過以nRF2401無線通信模塊與分散在小區(qū)內(nèi)各棟樓內(nèi)集中器上的nRF2401無線通信模塊相連接，形成1對多的連接形式，實(shí)現(xiàn)集中器和小區(qū)物業(yè)中心的計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)在線連接。下層通信包括集中器通過無線方式對三表數(shù)據(jù)的采集、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)，以及轉(zhuǎn)發(fā)上位機(jī)下達(dá)的指令和對三表進(jìn)行控制操作等。集中器是整個(gè)無線抄表系統(tǒng)的通信橋梁，它的工作情況決定了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，其實(shí)現(xiàn)功能有：每個(gè)月按約定時(shí)間循環(huán)查詢終端三表的數(shù)據(jù)，并把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行累加保存起來;當(dāng)接收到物業(yè)中心的計(jì)算機(jī)發(fā)布的采集命令后，立即打包數(shù)據(jù)并傳送;也可主動向物業(yè)中心的計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)、報(bào)告緊急情況等。

　　集中器硬件設(shè)計(jì)

　　在無線抄表系統(tǒng)中，集中器處于信息傳遞通路的中間位置，該系統(tǒng)中的集中器采用無線方式傳輸數(shù)據(jù)，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。無線數(shù)據(jù)集中器主要有無線數(shù)據(jù)傳輸模塊nRF2401、外部存儲單元、本地通信接口、微處理器(MCU)和電源模塊等組成。數(shù)據(jù)集中器硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，數(shù)據(jù)集中器電路原理圖如圖3所示。

　　考慮到無線數(shù)據(jù)集中器的低功耗、經(jīng)濟(jì)高效、性能穩(wěn)定、接口電路簡單和自動化程度高等特點(diǎn)，因此選擇合適的電路芯片至關(guān)重要。