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1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)意義我國(guó)是個(gè)水資源十分短缺的國(guó)家，人均水資源量?jī)H占平均水平的四分之一。社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水安全保障已經(jīng)成為制約我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。解決水資源問(wèn)題已迫在眉睫，節(jié)水無(wú)疑是當(dāng)前可行、快捷的措施之一。由此無(wú)線遠(yuǎn)傳的水表的研究應(yīng)用具有重要意義。智能無(wú)線遠(yuǎn)傳水表系統(tǒng)是利用計(jì)量傳感器、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和單片機(jī)智能控制技術(shù)結(jié)合在一起的一種遠(yuǎn)程計(jì)量、測(cè)控、抄讀系統(tǒng)。是實(shí)現(xiàn)自來(lái)水行業(yè)水資源管理、水表抄讀、水費(fèi)收費(fèi)管理自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的管理系統(tǒng)。就傳統(tǒng)機(jī)械水表而言，無(wú)線遠(yuǎn)傳水表計(jì)費(fèi)精確，不易偷水。隨著無(wú)線電技術(shù)、通訊技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線智能遠(yuǎn)傳水表系統(tǒng)以其安裝便利、維護(hù)快捷、不受安裝環(huán)境和布線限制等優(yōu)點(diǎn)，成為了水表行業(yè)智能管理的主導(dǎo)系統(tǒng)。再結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)，可提高管理效益。隨著芯片技術(shù)的發(fā)展和跳頻技術(shù)的成熟，特別是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的成熟，可以利用跳頻技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線遠(yuǎn)程抄表。目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在國(guó)外已經(jīng)陸續(xù)開(kāi)始應(yīng)用，相信在不久的將來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國(guó)也會(huì)開(kāi)始應(yīng)用和普及。無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)也會(huì)象GSM網(wǎng)絡(luò)一樣覆蓋每個(gè)角落。2.無(wú)線遠(yuǎn)傳水表國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，特別是信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，使信息的傳播已經(jīng)達(dá)到了實(shí)時(shí)化和智能化，尤其是在公用事業(yè)領(lǐng)域，各類信息的采集和傳輸已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能化，以往那種采用人工抄收和統(tǒng)計(jì)水表數(shù)據(jù)的時(shí)代已經(jīng)成為歷史。隨著無(wú)線電科技和GSM公用通訊網(wǎng)絡(luò)和有線電話的普及，使遠(yuǎn)程水表技術(shù)迅速的發(fā)展和成熟。中國(guó)無(wú)線遠(yuǎn)傳水表的誕生大約在二十年前，其中“水表遠(yuǎn)傳流量計(jì)”是一九八七年開(kāi)始研制的。之后，光電的、霍爾的、單干簧管的水表陸續(xù)產(chǎn)生并得到一定應(yīng)用。因?yàn)楫?dāng)初住宅自動(dòng)抄表還沒(méi)有市場(chǎng)，這些技術(shù)的應(yīng)用也僅僅是少量的和局部的。一九九六年后住宅自動(dòng)抄表開(kāi)始有了一定的市場(chǎng)，這些技術(shù)開(kāi)始普遍應(yīng)用并逐漸暴露出了不穩(wěn)定、不準(zhǔn)確的缺陷，終歸于失敗。一九九七年雙干簧管技術(shù)研制成功，并得到了應(yīng)用。與以前的其他技術(shù)相比，雙干簧管的準(zhǔn)確性、可靠性要好的多。初（1998年）應(yīng)用于IC卡水表自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)，獲得了成功。至今，這項(xiàng)技術(shù)非常廣泛地在IC卡水表中應(yīng)用。但這一產(chǎn)品仍然有不穩(wěn)定、漏計(jì)數(shù)、不能防磁、多占一個(gè)微機(jī)接口等缺點(diǎn)。 要說(shuō)脈沖式無(wú)線遠(yuǎn)傳水表理想的產(chǎn)品，還是一九九八年研發(fā)成功的自保持開(kāi)關(guān)技術(shù)。由于采用了雙感應(yīng)頭、自保持開(kāi)關(guān)技術(shù)，使開(kāi)關(guān)信號(hào)準(zhǔn)確率達(dá)到了百分之百。又由于該技術(shù)采用了水表玻璃之上的結(jié)構(gòu)方式，成功的解決了防磁干擾的問(wèn)題。之后，這種產(chǎn)品被設(shè)計(jì)成了傳感貼片的形式，使全國(guó)乃至全的普通水表都可以方便地安裝組合，成了一種“一分鐘即可使您的普通水表變成無(wú)線遠(yuǎn)傳水表”的通用產(chǎn)品。從一九九九年至二OO六年，這種自保持開(kāi)關(guān)傳感器產(chǎn)品已推廣應(yīng)用達(dá)100萬(wàn)只以上，其中僅北京市就達(dá)19.4萬(wàn)只。持續(xù)六年的規(guī)?；瘧?yīng)用，已充分證明了自保持開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)傳技術(shù)在準(zhǔn)確性、可靠性、穩(wěn)定性方面，已完全達(dá)到了自動(dòng)抄表系統(tǒng)的遠(yuǎn)傳技術(shù)要求。 在一些水壓不穩(wěn)定的特殊場(chǎng)合，有時(shí)存在水表倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，這是造成誤差的原因之一。2005年，一種可測(cè)倒流的具有自保持開(kāi)關(guān)功能的遠(yuǎn)傳技術(shù)試驗(yàn)成功，這一技術(shù)徹底解決了因水表倒轉(zhuǎn)造成的讀數(shù)誤差，已得到了廣泛地應(yīng)用。 至此，在中國(guó)，脈沖式無(wú)線遠(yuǎn)傳水表的研發(fā)歷經(jīng)二十年，以準(zhǔn)確、可靠、穩(wěn)定、通用而告一段落，脈沖式傳感技術(shù)不過(guò)關(guān)的時(shí)代宣告結(jié)束。3.主要設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容是基于ST單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)低功耗的無(wú)線遠(yuǎn)傳水表。該水表主要民用，可實(shí)現(xiàn)計(jì)量和數(shù)據(jù)無(wú)線遠(yuǎn)傳。采用電池作為電源，工作電壓為3.6v。（1） 數(shù)據(jù)采集：通過(guò)傳感器將水流量轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)，記錄用水量；（2） 信息顯示：顯示已用累計(jì)用水量、單價(jià)水費(fèi)、剩余水量、水表閥門及電池、狀態(tài)等信息；（3） 無(wú)線收發(fā)功能 實(shí)現(xiàn)單片機(jī)調(diào)控射頻芯片無(wú)線收發(fā)，傳輸數(shù)據(jù)、可實(shí)現(xiàn)跳頻功能，避免信號(hào)的沖突干擾；（4） 全面防盜水：利用管理軟件監(jiān)控、鉛封及防反裝、防拆裝胃，有效防止用 （5）監(jiān)控功能：智能網(wǎng)絡(luò)水表可以監(jiān)控水表的運(yùn)行狀況，如果出現(xiàn)異常。關(guān)閉水表的閥門，設(shè)置狀態(tài)位，方便上位機(jī)管理系統(tǒng)的查詢，從而有效防止偷水現(xiàn)象；4.設(shè)計(jì)思路無(wú)線智能遠(yuǎn)傳水表的無(wú)線通信選擇公用頻段（ISM）。該表采用電池供電，保證市停電時(shí)，不影響表具對(duì)信息的采集和存儲(chǔ)。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，電池的使用壽命大于6年，因此整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求充分考慮耗電量問(wèn)題。電池選擇高能鋰電池，通過(guò)選擇低功耗器件，設(shè)定精密的微功耗工作方式來(lái)確保電池的使用壽命。通過(guò)采用雙傳感器，軟件糾錯(cuò)，抗干擾技術(shù)，加密技術(shù)來(lái)保障數(shù)據(jù)采集，存儲(chǔ)，傳輸?shù)臏?zhǔn)確度。無(wú)線遠(yuǎn)傳水表由以下幾部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)，無(wú)線數(shù)傳，數(shù)據(jù)采集電路，閥門控制電路，信息顯示，電源電路。如圖所示1.數(shù)據(jù)采集電路　傳感器選擇接觸阻抗低、無(wú)待機(jī)功耗、可靠性好的小型干簧管。作為磁傳感器，在磁鐵進(jìn)入干簧管吸合臨界區(qū)的時(shí)候，干簧管會(huì)產(chǎn)生多次吸合，導(dǎo)致重復(fù)計(jì)量。為了提高計(jì)量的準(zhǔn)確性和抗干擾性，在產(chǎn)品中采用雙傳感器設(shè)計(jì)。無(wú)論單個(gè)傳感器吸合多少次都按照吸合一次計(jì)算，只有兩個(gè)傳感器各吸合一次才算是一次有效計(jì)量。本設(shè)計(jì)計(jì)量單位為0.1t.當(dāng)兩個(gè)傳感器同時(shí)吸合時(shí)，認(rèn)為是外界強(qiáng)磁干擾，水表執(zhí)行關(guān)閉閥門動(dòng)作。2.單片機(jī)選擇單片機(jī)選擇的是ST低功耗單片機(jī)，單片機(jī)是AVR內(nèi)核低功耗單片機(jī)。具有其先進(jìn)的指令集及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，從而可以減緩系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。AVR內(nèi)核具有豐富的指令集和32個(gè)通用工作寄存器。所有寄存器都直接與算術(shù)邏輯單元相連接，使得一條指令可以在同一周期內(nèi)同時(shí)訪問(wèn)兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。Mega169具有16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程FLASH，512字節(jié)EEPROM，1K字節(jié)SRAM，53個(gè)通用I/O口線32個(gè)通用工作寄存器，用于辯解掃描的JTAG接口，支持片內(nèi)調(diào)試與編程，內(nèi)含LCD控制器，三個(gè)有比較模式的定時(shí)器具有片內(nèi)編程看門狗定時(shí)器，5個(gè)可以通過(guò)軟件進(jìn)行選擇的省電模式。強(qiáng)大的單片機(jī)，可以為許多嵌入式控制應(yīng)用提供靈活而低成本的解決方案。3 射頻模塊選擇射頻模塊選采用SX1278擴(kuò)頻芯片，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跳頻，抗干擾能力強(qiáng)，使用靈活、可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)，在可接收模式下電流低至4uA,一顆3600mAH電池待機(jī)計(jì)算可以持續(xù)使用18年。4信息顯示在本次設(shè)計(jì)中，智能網(wǎng)絡(luò)水表信息顯示模塊采用液晶顯示(LCD)，目前市場(chǎng)上于智能儀表的顯示有LCD和LED兩種，因?yàn)橹悄芫W(wǎng)絡(luò)水表采用低功耗設(shè)計(jì)，而LCD的功耗相對(duì)LED要小的多。5閥門控制電路在本次設(shè)計(jì)中采用電動(dòng)球閥作為水表的控制閥門。其工作原理是：采用小功率電機(jī)通過(guò)減速，直接驅(qū)動(dòng)球閥開(kāi)閉。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，水阻小。它的缺點(diǎn)是球閥的球環(huán)加工精度要求高，使用一段時(shí)間后由于水垢或微顆粒等使轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增大，但可以采用每月定時(shí)開(kāi)關(guān)閥門幾次來(lái)解決這一問(wèn)題。這種閥門技術(shù)比較成熟，在使用過(guò)程中，閥門開(kāi)、斷的次數(shù)不多，所以閥門的使用不會(huì)產(chǎn)生很大的功耗。-------------------------深圳捷迅易聯(lián)科技有限公司專業(yè)開(kāi)發(fā)各類低功耗藍(lán)牙WIFI，無(wú)線收發(fā)模塊,無(wú)線數(shù)傳模塊,無(wú)線抄表模塊,無(wú)線測(cè)溫采集,RF射頻模塊,ZIGBEE數(shù)傳模塊,自組網(wǎng)模塊，無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)等各類無(wú)線模塊以及為客戶設(shè)計(jì)定做相關(guān)無(wú)線采集，無(wú)線傳輸，無(wú)線遙控等方案。公司提供標(biāo)準(zhǔn)的TTL/232/ 485 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