射頻燃?xì)獗砉ぷ髟砑跋到y(tǒng)應(yīng)用分析

摘要：文章介紹了射頻燃?xì)獗淼墓ぷ髟怼⑦\(yùn)行特點(diǎn)、計(jì)量溯源問題及無線抄表系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式，并對射頻技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用進(jìn)行了分析和展望。

關(guān)鍵詞：無線遠(yuǎn)傳；射頻燃?xì)獗?；無線模塊；無線抄表器；計(jì)量溯源；無線抄表系統(tǒng)

中圖分類號：TP212文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-8937（2014）18-0179-02

無線遠(yuǎn)傳抄表是近些年出現(xiàn)的新型燃?xì)獬矸绞?，它使用具有無線遠(yuǎn)傳功能的燃?xì)獗?，利用無線手抄器進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表控制。其中射頻燃?xì)獗砭褪且环N典型的無線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗?，它除了具有普通膜式燃?xì)獗淼乃杏?jì)量功能外，還具有計(jì)量數(shù)據(jù)機(jī)電轉(zhuǎn)換、無線傳輸、氣路通斷等功能，可安裝在戶內(nèi)而從戶外遙讀計(jì)量數(shù)據(jù)，并遙控閥門開閉（帶控制閥類），所以近年來在城市小區(qū)中得到了廣泛的應(yīng)用。

1工作原理

射頻燃?xì)獗碇械摹吧漕l”指英文Radio Frequency，縮寫為RF，表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300 kHz~30 GHz之間。電磁頻率高于100 kHz時(shí)，電磁波可以在空氣中傳播，并經(jīng)大氣層外緣的電離層反射，形成遠(yuǎn)距離傳輸能力。射頻技術(shù)已在無線通信領(lǐng)域中被廣泛使用。

射頻燃?xì)獗硎且阅な饺細(xì)獗頌橛?jì)量基表，加裝電子控制器（ECU）所組成的一種以短距離無線方式傳輸數(shù)字信號、具有計(jì)量數(shù)據(jù)遙讀及控制功能的燃?xì)庥?jì)量裝置，分帶控制閥和不帶控制閥兩類，由基表、無線模塊及無線抄表器三部分組成。

基表：也稱傳感器，一般采用皮膜式結(jié)構(gòu)，其特性應(yīng)符合GB/T 6968-2011《膜式燃?xì)獗怼窐?biāo)準(zhǔn)要求。

無線模塊：也稱附加裝置，連接在基表上，用于采集燃?xì)獗淼挠昧坎⒋鎯?。典型的結(jié)構(gòu)方式可以在基表計(jì)數(shù)器 0.001 m3字輪最末位嵌入一顆永磁鐵，兩只干簧繼電器呈180 #778;安裝在字輪附近，字輪每旋轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生2個(gè)脈沖，為一組完整的脈沖信號，代表0.01 m3體積流量，由此實(shí)現(xiàn)機(jī)-電信號實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換。電子數(shù)據(jù)貯存在ECU的存儲器（EEROM）中，由無線抄表器或其它數(shù)據(jù)采集裝置在需要時(shí)讀取。無線模塊的功耗很低，一般電池供電可維持4~6年。

無線抄表器：一般采用手持觸摸屏/觸筆操作，所有功能都在屏幕上顯示。它是通過無線射頻方式發(fā)送/接收數(shù)據(jù)或指令的，在它和無線模塊之間建立一套通信協(xié)議就可以和燃?xì)獗頍o線模塊進(jìn)行通信，抄取數(shù)據(jù)。

典型射頻燃?xì)獗沓磉^程：無線模塊平時(shí)均處于睡眠狀態(tài)；燃?xì)獗砻渴褂靡欢繒r(shí)，傳感器就會發(fā)出脈沖信號，脈沖信號將睡眠的無線模塊喚醒，模塊將該次使用量記下，然后又繼續(xù)進(jìn)入睡眠狀態(tài)；它在睡眠時(shí)，還會周期性自動醒來，檢測空中是否有喚醒信號進(jìn)來，如果檢測到有喚醒信號，模塊馬上進(jìn)入工作狀態(tài)，等待抄表器的下一指令，然后執(zhí)行相關(guān)操作；如果操作完成，模塊會等待一定的時(shí)間，看是否還有指令，如果沒有接收到指令，則進(jìn)入睡眠狀態(tài)。抄表時(shí)，只要抄表人員拿著無線抄表器在通信距離以內(nèi)先發(fā)出喚醒信號（必須先選擇用戶），將某個(gè)用戶表端的無線模塊喚醒，然后再發(fā)出抄取數(shù)據(jù)的指令，這樣無線模塊就會把采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給抄表器。抄表器內(nèi)的用戶資料是通過PC機(jī)有線下載到抄表器的，抄表器抄取數(shù)據(jù)后也是通過有線的方式上傳給PC機(jī)。模塊帶有閥控功能時(shí)，如果用戶欠費(fèi)或更換模塊的電池，都可以通過抄表器發(fā)出關(guān)閥指令。

2計(jì)量溯源問題

射頻燃?xì)獗恚ㄒ话鉸max≤10 m3/h，準(zhǔn)確度1.5級）屬于民生計(jì)量器具，需要進(jìn)行首次強(qiáng)制檢定，到期更換。其基表部分可按普通燃?xì)獗磉M(jìn)行檢定操作，包括密封性、壓力損失、示值誤差等項(xiàng)目；其附加裝置功能檢測方法在原JJG 577-2005《膜式燃?xì)獗頇z定規(guī)程》中并提及，直到2012年9月JJG 577-2012新版膜式燃?xì)獗頇z定規(guī)程發(fā)布，規(guī)程中才具體規(guī)定了射頻燃?xì)獗砀郊友b置的檢測方法。

現(xiàn)行檢定規(guī)程4.1.2中描述了燃?xì)獗砀郊友b置的定義及基本要求；附錄A.2.3規(guī)定了無線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗恚ㄉ漕l燃?xì)獗韺儆诖祟悾└郊友b置的功能檢測方法。

檢測過程：利用手持無線抄表器，與目標(biāo)射頻燃?xì)獗硗ㄓ嵆晒?，抄表器?yīng)能正確顯示燃?xì)獗砝鄯e用氣量及閥門狀態(tài)；如通訊失敗、通訊成功但抄表器上顯示的讀數(shù)或閥門狀態(tài)不正確，則附加裝置功能檢測不合格，不可安裝使用。另外，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)多于1個(gè)手操器同時(shí)工作時(shí)，可能會造成射頻信號相互干擾而使通信失敗的現(xiàn)象，所以一般只能用同一臺無線手抄器逐個(gè)檢測臺位上的射頻燃?xì)獗怼?/p>

3無線抄表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式

隨著人們的生活水平不斷提高，小區(qū)家居智能化得到了高速的發(fā)展。傳統(tǒng)的燃?xì)馐止こ矸绞劫M(fèi)時(shí)、費(fèi)力，準(zhǔn)確性和及時(shí)性得不到保障，已經(jīng)不適合形勢的發(fā)展；目前無線數(shù)據(jù)傳輸方式已成為小區(qū)抄表方式的主流。據(jù)調(diào)查，珠三角、長三角城市群的射頻燃?xì)獗硎褂昧恳颜既咳細(xì)獗硎褂昧康?0%以上。無線射頻抄表系統(tǒng)通常有以下實(shí)現(xiàn)方式。

3.1方法一：基于無線雙向燃?xì)獗淼脑O(shè)計(jì)

由無線雙向燃?xì)獗?、無線手抄器、中心管理PC機(jī)組成，如圖1所示。

該方式由抄表員手持無線手抄器直接無線抄表，無線雙向燃?xì)獗砑瓤梢园l(fā)送表具讀數(shù)，又可以接收手抄器發(fā)來的指令，具有“雙向”功能。

3.2方法二：基于采集器的抄表方案

由無線單向燃?xì)獗?、無線采集器、無線手抄器、中心管理PC機(jī)組成，如圖2所示。

該方式單向燃?xì)獗碇回?fù)責(zé)向無線采集器單向發(fā)送表具讀數(shù)，不接收指令。抄表時(shí)，由手抄器向無線采集器發(fā)出查詢指令，由采集器向手抄器發(fā)送數(shù)據(jù)。

3.3方法三：基于GPRS全自動的抄表方案

由無線單向燃?xì)獗?、無線采集器、無線集中器、GPRS、中心管理PC機(jī)組成，如圖3所示。

該方式單向燃?xì)獗碡?fù)責(zé)向無線采集器單向發(fā)送表具讀數(shù)，再由無線集中器收集采集器中的數(shù)據(jù)，并利用通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS將其采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行墓芾鞵C機(jī)，不需人工干預(yù)，從而實(shí)現(xiàn)全自動抄表。

4結(jié)語

當(dāng)前隨著微電子、計(jì)算機(jī)通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，給人們的生活方式不斷帶來革命性的變化。以RF射頻技術(shù)為代表的無線抄表技術(shù)，以其結(jié)構(gòu)簡單、效率高、安全可靠、擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在燃?xì)獗碛?jì)費(fèi)管理領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著效果；可以預(yù)見，未來射頻技術(shù)在民生計(jì)量及貿(mào)易計(jì)量領(lǐng)域的應(yīng)用將會越來越廣泛。

參考文獻(xiàn)：

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