一种无线自组网抄表系统采集器装置及运行方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102693615A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102693615A(43)申请公布日2012.09.26(21)申请号201210111213.2(22)申请日2012.04.16(71)申请人南京拓诺传感网络科技有限公司地址210018江苏省南京市玄武区珠江路通贤桥6号科技产业园4层申请人东南大学(72)发明人陈俊杰李闯(74)专利代理机构南京天翼专利代理有限责任公司32112代理人朱戈胜(51)Int.Cl.G08C17/02(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书88页页附图附图55页(54)发明名称一种无线自组网抄表系统采集器装置及运行方法(57)摘要一种无线自组网抄表系统采集器装置包括处理器单元、485总线接口单元、无线收发单元和电源管理单元；处理器单元负责整个装置运算和控制；485总线接口单元用来连接一只或多只电表；无线收发单元负责与无线自组网抄表系统的集中器交互数据和命令；电源管理单元为整个装置提供电源。本采集器装置的运行方法是，无线收发单元接收命令并交由处理器单元处理；处理器单元向电表发送请求帧，接收来自电表的响应帧，然后对响应帧进行解析并获得用电信息，最后将用电信息通过无线收发单元返回给集中器。本发明解决了现有微功率无线通信抄表方式信道干扰多、安全性较低、通信距离较短和穿透能力差的问题，并且本装置成本低、性价比高、实时性好、安全可靠、使用和维护方便。CN1026935ACN102693615A权利要求书1/2页1.一种无线自组网抄表系统采集器装置，其特征在于，包括负责整个装置的运算和控制的处理器单元(1)、用来连接一只或多只电表的总线接口单元、负责与无线自组网抄表系统集中器交互数据和命令的无线收发单元(3)、以及为整个装置提供电源的电源管理单元(4)；串行总线接口单元通过UART口和GPIO口与所述处理器单元(1)连接；无线收发单元(3)与所述处理器单元(1)连接；所述处理器单元(1)包括处理器、调试接口、晶振电路、扩展标识器和扩展存储器；所述处理器与调试接口、扩展标识器和扩展存储器进行数据交换；晶振电路与处理器的晶振电路接口连接；所述调试接口包括JTAG接口和串口，JTAG接口用于程序的烧写，串口用于调试信息的输出；所述扩展标识器用于标识本采集器装置的唯一地址；所述扩展存储器对采集到的电能信息进行存储。2.根据权利要求1所述的无线自组网抄表系统采集器装置，其特征在于，处理器单元(1)、串行总线接口单元和电源管理单元(4)位于一块PCB板上，该PCB板即为母板；无线收发单元(3)位于一块PCB板上，该PCB板即为无线收发子板；所述母板与无线收发子板之间的硬件连接是采用标准接口连接。3.根据权利要求1所述的无线自组网抄表系统采集器装置，其特征在于，所述串行总线接口单元是485总线接口单元（2）；所述485总线接口单元（2）包括隔离单元和RS485-TTL电平转换单元；所述隔离单元是光电耦合器构成；所述RS485-TTL电平转换单元是485驱动收发芯片；485驱动收发芯片与所述处理器单元（1）之间连接光电耦合器；所述485总线接口单元（2）与处理器的通用异步串行接口UART和通用输入输出接口GPIO连接。4.根据权利要求1和权利要求2所述的无线自组网抄表系统采集器装置，其特征在于，所述无线收发单元（3）包括接插件、射频芯片、平衡匹配电路和天线；射频芯片和天线之间连接平衡匹配电路；射频芯片的有线输入/输出口通过接插件连接处理器的同步串行外围接口SPI；所述接插件用来连接母板和无线收发子板，并为无线收发子板提供固定支架和电源；所述射频芯片提供调制解调、数据处理和数据缓存功能；所述平衡匹配电路完成平衡—不平衡转换、阻抗匹配和信号滤波。5.根据权利要求1和权利要求4所述的无线自组网抄表系统采集器装置，其特征在于，所述的电源管理单元（4）包括DC-DC转换电路、DC输入/DC输出的隔离电路；DC-DC转换电路把输入的DC高电压转换输出DC低电压；DC输入/DC输出的隔离电路把输入的DC高电压与输出DC高电压进行隔离。6.一种无线自组网抄表系统采集器的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）采集器上电后，处理器单元首先完成系统初始化，包括：SPI接口初始化、UART口初始化、GPIO口的初始化和无线收发模块中的射频芯片的初始化；其中射频芯片的初始化包括上电复位、寄存器配置和功率放大器配置；（2）当是处理器单元处于空闲模式，则进行后续步骤；（3）处理器单元从无线收发单元接收数据包：（3-1）无线收发单元经无线侦听检测收到数据包后通过电平跳变触发中断；2CN102693615A权利要求书2/2页（3-2）在中断处理程序里置位数据包接收标识，进而触发无