点阵屏显示的可视化无线远传抄表发射器的设计原理与功能研究

吴兴中

摘 要 传统人工抄表方式不仅费力费时，还容易出现偏差，满足不了社会发展的需要。无线抄表系统实现了抄表与管理的一体化，保证了小区用户用水数据的准确性。本文对无线抄表系统的发射器进行了设计原理与功能的探讨，对主要功能模块，比如发射通信系统、单片机控制系统以及户外无线集成显示器的设计进行了说明。

关键词 点阵屏;发射器;设计原理

随着无线远传技术的发展，传统手工抄表已经不能满足信息化的要求，其统计数据慢、报表周期长以及工作效率低等极大地影响了自来水供水及管理系统的发展。无线远传抄表系统集成了自动计量测控技术、计算机技术和网络技术，是一种自动化程度非常高的远程抄表系统，工作原理为通过采集现场水流的压力和流量等，对数据实现采集和传输，同时可以监控现场的设备和管网的运行状况，保证了数据的准确性和稳定性。基于点阵屏显示的远传抄表发射器是抄表系统的核心，利用GPRS网络进行无线通信，发射器与客户端可以利用无线网络进行通信，实现水电气等计量表的远程管理。

1点阵屏显示的可视化无线远传抄表发射器的设计原理

（1）发射通信系统设计。发射通信系统数据发射器，主要基于SIMCom的最新无线模块SIM900B设计而成，系统内的功能模块主要是B2B四频GSM/GPRS，该模块采用了最新的处理器技术，具有强大工作性能，对于数据的处理既快又准，同时，持续工作状态下的稳定性较强。在工作频率中，可以选择GSM/GPRS850/900/1800/1900MHz，在该模式下可以实现语音、SMS、数据和传真信息的传输，在其内部可以嵌入TCP/IP网络的通信协议，最终实现对各种程序编码的解析。该系统的设计原理为：一是，通过在系统内设置SIM卡和通讯波特率，并对常用的IP地址和域名进行固定化，可有效的采集中心的端口号。二是，通过传统的拨号上网方式可以实现与通信网络的连通。三是，发射器可以与数据采集中心实现互通，利用端口号和IP地址实现通讯[1]。

（2）单片机控制系统设计。作为一种集成电路芯片，单片机将通信系统中的电路、转换器以及存储器等集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域中被广泛应用。本系统的单片机在选择时，采用的是MSP430F149型机器，该种单片机最大优势就是存储量大而且处理速度极快。客户端可以通过访问网络的形式与系统模块互相发送数据，模块在与单片机实现通讯后，可实现对命令格式的修改和区分。此外，当抄表的命名发出后，单片机可以利用串口对客户仪表进行数据的读取，根据不同地址做出自动传送或者放弃等命令。遇到发送命令与仪表显示命令相同时，单片机就会将数据存储在系统内，这个时候系统利用IO驱动LCD点阵屏，最终做到对水表数据的自动测量。

（3）户外无线集成显示器设计。远传抄表发射器在工作中，每个计量水表可以单独设置ID号，通过设置无线集成显示器，用户户号、水表的表盘数、当月数、累计数等能进行显示，设置触摸按键功能后，用户可以快速查询用水量。显示器模块可采用J D12864-5液晶显示模块，实现对各种图形和符号的显示，可与单片机直接接口，同时采用KS0108控制IC。在实际应用中，户外无线集成显示器可以设置最高128户计量水表数据，根据抄表的需要设置抄表时间和抄表密度，最终实现阶梯收费的功能。此外，为了达到对不同水费的调控，该系统设置了三种计费方式，从而实现分类计费;方法为设置了两个用水量分界点，当用户的用水量在第一分界点以下时，采用正常水费价格计费，当在第一和第二分界点之间时，采用第二种计价方式，当超出第三分界点时，在额外收取费用，这样做就能及时提醒用水户节约用水，提供系统管理效能[2]。

2点阵屏显示的可视化无线远传抄表发射器功能应用

（1）适应了GSM网络覆盖要求。发射器与客户端的通讯主要依赖家庭环境中的无线网络，传输数据的稳定性主要依赖于GSM网络覆盖的范围和信号强度大小，目前GSM网络在城市社区内的覆盖已经非常广，这就为无线远传抄表发射器功能实现提供了前提条件。为了更好地接收信号，也可以在每个小区安装无线数据集中器，利用无线电信号的方式连接，实现小区的集中抄表，通过GSM/GPRS连接到公司服务器，形成全面的网络化远程监控和管理，利用显示器直接浏览用户用水资料。

（2）实现远传管理功能。利用无线远传抄表发射器的原理，终端收费系统可以通过网络实现远程控制，抄录每只阶梯水表的使用量，控制每只阶梯水表的阀门开关状态，根据阶梯限量实现阶梯价的收费。在实际应用过程中，通过远程校准的方式使用户水表时针实现精准化的显示，抄表人员每天可以利用网络查询用户水表利用状况，发现问题后可立即对水表进行维护保养，同时对于欠费用户可以采用关掉阀的形式给予警告，减少了电话通知等烦琐步骤。

（3）采用射频IC卡实现充值管理。抄表发射器在功能实现中，射頻卡通信电路采用了125KHz射频IC U2270B作为基站发射、接收专用芯片。如果网络覆盖不全面或者无法布线联网时，可以通过射频IC卡来进行充值管理，用户购买射频IC卡来购买充值然后回到家中对阶梯水表进行充值，阶梯水表会根据内部时钟来按月进行阶梯计费，费用用完时，阀门执行机构会关闭阀门并向用户发出欠费通知，实现高效率的管理[3]。

3结束语

综上所述，无线远传抄表发射器组成模块众多，是一种智能化的发射器系统，随着我国网络信息覆盖的全面性，发射器与网络通信联系越来越紧密。在具体的应用中，抄表系统中的水费以及管理内容可以保存在发射器内的存储系统内，然后利用功能模块对相关数据进行LCD显示，界面参数稳定性极高，实现了无线抄表系统功能的发挥。因此，可视化无线远传抄表发射器弥补了当前市场上抄表系统功能不健全、系统不稳定等弱点，达到了节约用水、避免水资源浪费的目的。

参考文献

[1] 郭锐，武永华，张淑城.摄像直读无线远传抄表系统的设计与实现[J].仪表技术，2019，28（4）：6-9.

[2] 朱慧勇.一种Zigbee无线传感器网络的远程抄表设计研究[J].电子测试，2019，36（15）：26-27.

[3] 王韦刚，丁良，曹祥春.自主协议的低功耗无线抄表系统的实现[J].无线电工程，2019，49（4）：17-21.