智能燃?xì)獗頍o線通信技術(shù)探討

史炳鑫

（承德博冠實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，河北 承德 067000）

1GPRS短信通信技術(shù)

（1）SMS短信通信技術(shù)。①原理。智能燃?xì)獗碇性黾又悄苁謾C(jī)卡，并集成無線控制單元，燃?xì)獗砜梢远ㄆ诮o管理單位傳統(tǒng)短信，標(biāo)明燃?xì)鈹?shù)據(jù)、管路運(yùn)行狀態(tài)，用戶使用頻率等。從而方便管理和遠(yuǎn)程控制；于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過智能表內(nèi)的SIM片、基站、燃?xì)夤芾砉拘纬梢粋€(gè)無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。在該平臺(tái)內(nèi)，任何一家燃?xì)獗矶伎梢詫⒉杉娜細(xì)庑畔⒁远绦判问絺鬏斀o基站，基站再通過無線通信技術(shù)發(fā)送到管理單位，實(shí)現(xiàn)用戶智能燃?xì)獗砼c管理單位的連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和控制指令的落實(shí)。

（2）GPRS流量通信技術(shù)。①原理。GPRS的基本原理就是運(yùn)用無線流量作為信息傳輸?shù)慕橘|(zhì)，智能燃?xì)獗韮?nèi)集成有相應(yīng)的控制單元及無線通信單元，一旦該表接收到信息數(shù)據(jù)需求的指令，控制單元就會(huì)控制數(shù)據(jù)采集模塊采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過無線流量通信技術(shù)向外轉(zhuǎn)發(fā)，最終傳輸?shù)饺細(xì)夤?。?shù)據(jù)直接采用GPRS格式進(jìn)行采集與傳輸，不需要格式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)型，直接而方便；于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該類型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)平臺(tái)與短信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)結(jié)構(gòu)有異曲同工之處，都需要建立特有網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，需要智能手機(jī)卡和通信技術(shù)的支持。工作過程也相似，都是信息采集后發(fā)送到附近的基站，基站利用所屬的通信公司進(jìn)行二次轉(zhuǎn)發(fā)至燃?xì)夤尽?/p>

（3）效果分析。IMS短信通信技術(shù)和GPRS流量通信技術(shù)雖然使用方便，能夠?qū)崿F(xiàn)燃?xì)獗淼闹悄芑倏?，大大降低人力投入和人為?shù)據(jù)失真的機(jī)率。但其應(yīng)用仍有較多缺點(diǎn)：①表內(nèi)智能卡集成在電路板上，更換不便，一旦遇到通信公司的卡型升級(jí)換代，智能表的更換量大，需要投入較大的人力和物力，造價(jià)提高；于燃?xì)獗硪话惆惭b在樓道內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)信息號(hào)難免會(huì)出現(xiàn)無法覆蓋的問題，一旦有盲點(diǎn)，將導(dǎo)致燃?xì)獗頍o法完成相應(yīng)的操作指令，數(shù)據(jù)采集和傳輸都失敗，仍需人員上門采集數(shù)據(jù)。

（4）使用安全性大大降低。由于燃?xì)饩哂幸兹夹?，而火花即被引燃，發(fā)生火災(zāi)。而智能卡在工作時(shí)，功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過安全標(biāo)準(zhǔn)50MW，使燃?xì)馐褂冒踩詿o形中下降。出現(xiàn)安全性考慮，IMS和GPRS短信通信技術(shù)應(yīng)用于智能燃?xì)獗硎欠浅２豢茖W(xué)的，因此，這兩種通信技術(shù)不符合智能燃?xì)獗響?yīng)用。

2 GFSK高斯頻移鍵控技術(shù)

（1）原理。FSK技術(shù)是頻率的變化產(chǎn)生的信號(hào)作為信息數(shù)據(jù)的編碼，從而匯成信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。而GFSK是調(diào)整波段，使輸出的波頻率在指定范圍內(nèi)，從而有效降低波頻的錯(cuò)誤率。智能燃?xì)獗響?yīng)用GFSK技術(shù)時(shí)，需要在電路板上集成相應(yīng)的波頻控制單元和通信單元，用特定的GFSK調(diào)制解調(diào)器設(shè)備來消除波間的諧變，從而有效保護(hù)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完整性。燃?xì)獗矶瞬l變化產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，傳輸至集中處理器上的通信通道，然后再被集中處理器中的GFSK轉(zhuǎn)化為GPRS短信形式，輸送至燃?xì)夤芾砉鞠到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集與監(jiān)測(cè)。

（2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。GFSK頻移技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與GPRS和IMS不同，其結(jié)構(gòu)多呈現(xiàn)星形結(jié)構(gòu)，極少數(shù)呈現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)類型。燃?xì)獗砩系耐ㄐ艈卧枰狦FSK解調(diào)器來實(shí)現(xiàn)波頻的控制，使采集的信息轉(zhuǎn)化成模擬波頻號(hào)，傳輸至信息集中接收站，在此完成信息的逆向轉(zhuǎn)換，重新生產(chǎn)數(shù)字信息，并通過GPRS短信技術(shù)輸送至燃?xì)夤竟芾硐到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息交互和控制。

（3）效果分析。GFSK頻移技術(shù)在智能燃?xì)獗斫K端的通信單元上集成了特定的高斯濾波器，使頻率變化范圍得到有效控制，使得頻諳脫離了過寬和變化較大的故障，信息傳輸更加可靠和安全，解決了GPRS和IMS的使用不安全問題，無論管理還是監(jiān)測(cè)，都可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。另外，GFSK通信技術(shù)信息傳輸比其它通信技術(shù)都要快，有效提高了管理水平，并使頻率技術(shù)應(yīng)用有了新的方向。其缺點(diǎn)是受距離的影響，導(dǎo)致使用范圍有距離限制。而且其頻諳的穿墻能力不足，導(dǎo)致在建筑密集區(qū)使用會(huì)出現(xiàn)信息不完整的問題，需要在密集區(qū)加設(shè)中繼器來將信號(hào)放大。這無疑增加了使用成本。

3 LoRa擴(kuò)頻技術(shù)

（1）原理。蘊(yùn)oRa擴(kuò)頻技術(shù)是在智能燃?xì)獗淼耐ㄐ艈卧屑友b蘊(yùn)oRa放大器，使控制單元采集的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)化成蘊(yùn)oRa擴(kuò)頻信號(hào)，再通過集中器的逆向轉(zhuǎn)換，形成原來的GPRS信息數(shù)據(jù)，最終傳輸至燃?xì)夤鞠到y(tǒng)上，供燃?xì)夤竟芾碇谩?/p>

（2）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。蘊(yùn)oRa擴(kuò)頻技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)類似GFSK頻移通信技術(shù)，呈現(xiàn)具有代表性的星形。智能表有控制單元和通信單元，通信單元上有蘊(yùn)oRa擴(kuò)頻單元，功能是將信號(hào)轉(zhuǎn)化為蘊(yùn)oRa擴(kuò)頻模擬信號(hào)，輸送至集中器，再由集中器轉(zhuǎn)化成GPRS信號(hào)，然后輸出至基站，再輸送至燃?xì)夤鞠到y(tǒng)中。

（3）效果分析。蘊(yùn)oRa擴(kuò)頻技術(shù)是一項(xiàng)綜合的通信技術(shù)，糾錯(cuò)能力大大提高，特別是突發(fā)性狀況時(shí)，錯(cuò)誤率較低而受到歡迎。此外，蘊(yùn)oRa擴(kuò)頻技術(shù)在系統(tǒng)干攏的抵抗能力上均優(yōu)于其它通信技術(shù)，而且傳輸距離較大，節(jié)省了多余設(shè)備的投入。特別是在密集區(qū)使用效果良好，是建筑密集區(qū)GFSK最佳的升級(jí)替代品。但是，蘊(yùn)oRa技術(shù)也差非完美到無可挑剔，這種技術(shù)的通信速度一般，也缺乏時(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的條件，因此，需要不斷進(jìn)行技術(shù)突破來提升其品質(zhì)。

［1］ 邵澤華.智能燃?xì)獗淼臒o線通信技術(shù)［J］.煤氣與熱力，2016，（3）.