技卓芯推出新一代JZX81系列LORA扩频无线燃气表集抄系统

一、前言

       目前国家全面推动产业战略转型的规划,能源的管理与利用也越来越变的重要,并纳入了国家重点项目之中,同时随着人工成本高的上升以及国家提出的经济增长方式的转变,针对燃气表智能化的采集与管理提出了更高的要求,融入物联网时代实现智能有效的管理已成必然!

      本着国家能源的管理与利用大战略的发展方向,针对无线智能燃气抄表,我司也提出了自己的发展方向——LORA 扩频无线燃气表集抄系统。

二、系统结构示意图

 

三、系统组成简介

       JZX81X网络是专为燃气表集抄开发的无线扩频组网系统,网络采用稳定MESH和STAR复合网络结构,组网及抄表速度快,成功率高。网络最大的特点在于节点模块采用超低功耗运行,在燃气表整个设计运行生命周期内无需更换电池。

       无线组网模块采用扩频通信技术,网络工作于433MHZ或490MHZ频段,由中心协调器JZX813B、路由器JZX813A、无线网络节点模块JZX815组成,适用于市面上各种主流燃气表。

       JZX81X抄表系统和传统抄表系统有着巨大的优势。传统抄表系统采用单次访问抄表方案。比如说用户要抄500个表,传统抄表系统是依次从1号开始抄表,然后连续依次抄到500号表。假设每块表抄要2S,那么500号就要等到1000S才能抄到它。这样500号耗时耗电。而JZX81X抄表系统采用一次性批量访问抄表。一次批量访问20个电表。只需要500/20=25S就能把500个表的数据抄表完,同时最后面500号表也只要25S就可以休眠。快速省电。JZX81X抄表系统采用先进独创批量上传零冲突算法。保证抄表成功率高达99%。

       JZX81X抄表系统中路由层和无线节点层都采样休眠方式。即休眠电流是3uA.即整个系统超低功率都可以用电池供电。1节3.6V/3.6AH ER18505锂电池可以使用7年以上。

      JZX81X抄表系统自身配有功能集全,操作简单的上位机软件。用户无需去了解复杂表规约,就可以轻松使用整个系统。

四、系统组成主要分为四部分

        A、抄表中心:抄表中心即系统管理层,主要用于下发抄表命令和接收表端返回的抄表数据。其组成由计算机上位机抄表监控软件和JZX813B中心协调器模块组成。

      (1)上位机抄表监控软件:主要用于用户表信息的登记以及抄表远程通讯系统路径的建立,抄表监控软件如下图:

 

       (2)JZX813B协调器:是自组网抄表系统中的主控模块。抄表系统中所有的路由器、节点终端都要听命于中心协调器。JZX813B协调器是命令的发布者,应用中,其可以直接和电脑抄表监控软件对接完成抄表任务,也可以与GPRS模块对接达成远程抄表监控任务。在整个抄表过程中,只需要点击抄表软件各功能按纽即可通过JZX813B中心协调器下发远传命令自动完成抄表、阀控任务。

       B、路由层:路由层由JZX813A模块组成。JZX813A路由器是一个数据上传、下发的中转站,是整个无线抄表系统中的路由中继部分,其最高路由级数可达5级。这种多级跳传的传输模式,大大提高了抄表距离和稳定性。同时路由层JZX813A在没有通信情况下会自动休眠,电流为5UA。路由层同时具有类市场上采集器的功能。

 

       C、表端节点:表端通讯部分由JZX815节点终端模块完成。JZX815节点模块,是直接与表进行连接(外挂或内嵌)的无线通讯模块,是整个抄表系统通讯的终端,同时支持路由抄表和点对点抄表方式。

        节点终端超低功耗设计,采用节能休眠控制功能,平时处于休眠状态,休眠电流为3UA,抄表时唤醒。为达到节能效果最大化,节点仅做终端通讯,节点与节点间不具备路由功能。节点模块与表具共用一个大容量锂电池供电,使用寿命大于8年。

        节点可以对气表的当前数据,电池电压、阀门状态等参数进行实时监测并预警,及对阀门开关的远程控制。节点自身配有一个储能电容,用户在断电情况下,储能电容可以维持整个表装备工作5天。安全可靠。节点里嵌入表专用645规约协议。节点采用零参数设置,用户直接使用,无需考虑复杂通信协议。

        施工简单、无线表安装和普通表安装一致,解决了布线难、施工难、入户难等现场问题。

五、JZX815节点终端模块功耗计算

使用寿命=电池容量÷【(搜索前导码时间/唤醒周期)×接收电流+休眠电流】

        市面上专用水、气表电池是3.6V/3.6AH 锂电池,JZX815模块接收电流为13mA,休眠电流3uA,唤醒周期为1.8秒,那么电池使用寿命是:

使用寿命=3600Mah÷【2ms÷(2ms+1800ms)×13mA+0.003mA】

        ≈206896H

        ≈23年

       考虑到电池自放电,以及不同电流下的容量差异,温度的自然变化等功耗和每月几次的使用情况,1节3.6V/3.6AH ER18505锂电池正常情况下均有超过10年的使用寿命。

       根据以上计算及JZX815模块的省电通讯方式可以得出,其容量的消耗主要取决于模块唤醒、休眠周期、模块数据通讯的次数,以及用户数据包的长度。因此,模块容量的消耗是可控的。

六、无线抄表系统特点

 JZX81系列无线燃气表集抄系统特点如下:

     * 超低功耗,采用周期唤醒设计,休眠状态下电流达到3uA,超低功耗的设计,极大地满足了国家对无线燃气表的要求标准;

     * 抄表速度快,采用批量抄表模式,相比传统一对一的抄表模式更省时、省电;

     * 安装操作简单,模块内嵌表通信协议DL/T645—07/97规约,无需用户另外开发协议标准,模块接到表上就能正常通讯;

     * 安全可靠,模块自带电源储备电容,当抄表中心远程检测到电池电压到达正常工作截止电压时,启用储备电容供电,此设计确保了电池没电时还能成功远程关阀操作。当用户更换完电池,按一下模块控制按钮,一定时间内通知抄表中心远程开阀操作。

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