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1、(10)申请公布号 CN 103049987 A (43)申请公布日 2013.04.17 CN 103049987 A *CN103049987A* (21)申请号 201110456471.X (22)申请日 2011.12.31 201120384707.9 2011.10.11 CN G08C 17/02(2006.01) (71)申请人 深圳市华奥通通信技术有限公司 地址 518040 广东省深圳市福田区车公庙泰 然九路海松大厦 A 座 19 楼 3 区 (72)发明人 雷兆军 曹辉 皮军 (74)专利代理机构 深圳市顺天达专利商标代理 有限公司 44217 代理人 高占元 高瑞 (。
2、54) 发明名称 一种计量表、 无线抄表系统及方法 (57) 摘要 本发明公开了一种计量表、 无线抄表系统及 方法， 该计量表包括 ： 用于计量数据的表头 ； 用于 实时采集计量数据的传感器 ； 用于对所采集的计 量数据进行处理并将处理后的数据打包成数据包 的 MCU ； 用于分别对第一时间及小于第一时间的 第二时间进行计时的计时单元 ； 用于每隔第一时 间以 300bps 至 19200bps 之间的速率发射一次所 述数据包， 且在第一时间内， 每隔第二时间以大于 19200bps 的速率发射一次所述数据包的无线射 频发射单元。实施本发明的技术方案， 该计量表 有两种发射模式， 既适用于在计。
3、量表分布密度高 的地区， 也适用于在计量表分布密度低、 或信号不 好、 或安装位置不佳的位置。而且， 该计量表只包 含有无线射频发射单元， 而不包含接收机， 因此， 成本及功耗也较低。 (66)本国优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种计量表， 其特征在于， 包括 ： 用于计量数据的表头 ； 连接于所述表头， 用于实时采集计量数据的传感器 ； 连接于所述传感器， 用于对所采集的计量数据进行处理并将处理后的数据打包。
4、成数据 包的 MCU ； 内置或外接于所述 MCU， 用于分别对第一时间及小于第一时间的第二时间进行计时的 计时单元 ； 连接于所述MCU， 用于每隔第一时间以300bps至19200bps之间的速率发射一次所述数 据包， 且在第一时间内， 每隔第二时间以大于 19200bps 的速率发射一次所述数据包的无线 射频发射单元。 2. 一种无线抄表系统， 其特征在于， 包括手持终端、 集中器和多个权利要求 1 所述的计 量表， 其中， 所述手持终端包括以大于 19200bps 的速率接收所述数据包的高速接收单元 ； 所述集中器包括以 300bps 至 19200bps 之间的速率接收所述数据包的低。
5、速接收单元。 3. 根据权利要求 2 所述的无线抄表系统， 其特征在于， 所述无线抄表系统还包括为拓 展通信距离而连接在至少一个计量表与所述集中器之间的中继器。 4. 一种无线抄表方法， 其特征在于， 包括 ： 每个计量表中的表头计量数据 ； 每个计量表中的传感器实时采集计量数据 ； 每个计量表中的 MCU 对所采集的计量数据进行处理并将处理后的数据打包成数据包 ； 每个计量表中的计时单元分别对第一时间及小于第一时间的第二时间进行计时 ； 每个计量表中的无线射频发射单元每隔第一时间以300bps至19200bps之间的速率发 射一次所述数据包， 且在第一时间内， 每隔第二时间以大于 19200。
6、bps 的速率发射一次所述 数据包 ； 手持终端以大于 19200bps 的速率接收每个计量表所发射的数据包 ； 集中器以 300bps 至 19200bps 之间的速率接收每个计量表所发射数据包。 5. 根据权利要求 4 所述的无线抄表方法， 其特征在于， 在包含多个第一时间的第三 时间中， 多个第一时间的平均值为 T， 且在所述第三时间内， 每个第一时间为 (T-T) (T+T) 范围内的一随机值， 其中， T 为小于 T 的第一预设时间。 6. 根据权利要求 4 所述的无线抄表方法， 其特征在于， 在包含多个第二时间的第一 时间中， 多个第二时间的平均值为 t， 且在所述第一时间内， 每。
7、个第二时间为 (t-t) (t+t) 范围内的一随机值， 其中， t 为小于 t 的第二预设时间。 权 利 要 求 书 CN 103049987 A 2 1/4 页 3 一种计量表、 无线抄表系统及方法 0001 相关申请的交叉引用 本申请要求申请日为 2011 年 10 月 11 日、 申请号为 201120384707.9 的中国实用新型 专利申请的优先权， 并在此将该专利申请的全文引用入本申请中。 技术领域 0002 本发明涉及通信技术领域， 尤其涉及一种计量表、 无线抄表系统及方法。 背景技术 0003 随着物联网、 传感网的发展， 水表、 气表、 热量表等没有外部供电的计量表的抄表 。
8、越来越受到重视。微功率 ( 短距离 ) 无线通信技术将在这些计量表的抄表应用中起到非常 重要的作用。由于计量表没有持续的外部电能供应， 这些计量表的抄表只能依靠电池或其 它手段 ( 太阳能， 水 / 气流发电等 ) 得到电能， 所以， 其通信本身必须消耗极低的功耗， 才能 使电池等供电元件长期工作。 另外， 由于水表等计量表本身成本比较低， 则相应地要求与其 配套的抄表设备的成本也必须比较低。 0004 目前， 无线抄表有两种方式 ： 一种是手持终端通过双向通信的方式读取计量表的 读数， 另一种是计量表定时将读数发送至集中器， 再由集中器集中保存每个计量表的读数 并通过其它方式， 传送到数据中。
9、心。 第一种方式要求计量表除带有发射机外， 还必须带有接 收机， 这样就使计量表的成本较高， 且功耗也很高 ； 第二种方式适用于计量表分布密度较高 的地区， 但对于计量表分布密度较低、 或信号不好、 或安装位置不佳的地点， 这种抄表方式 的抄读成功率不高。 发明内容 0005 本发明要解决的技术问题在于， 针对现有技术的上述计量表的成本高、 功耗高， 且 不适用于计量表分布密度不均匀、 或信号不好、 或安装位置不佳的地点， 提供一种计量表， 成本低、 功耗低， 且适用于计量表分布密度不均匀、 信号不好、 安装位置不佳的地点。 0006 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 构造一种计量表。
10、， 包括 ： 用于计量数据的表头 ； 连接于所述表头， 用于实时采集计量数据的传感器 ； 连接于所述传感器， 用于对所采集的计量数据进行处理并将处理后的数据打包成数据 包的 MCU ； 内置或外接于所述 MCU， 用于分别对第一时间及小于第一时间的第二时间进行计时的 计时单元 ； 连接于所述MCU， 用于每隔第一时间以300bps至19200bps之间的速率发射一次所述数 据包， 且在第一时间内， 每隔第二时间以大于 19200bps 的速率发射一次所述数据包的无线 射频发射单元。 0007 本发明还构造一种无线抄表系统， 包括手持终端、 集中器和多个以上所述的计量 说 明 书 CN 1030。
11、49987 A 3 2/4 页 4 表， 其中， 所述手持终端包括以大于 19200bps 的速率接收所述数据包的高速接收单元 ； 所述集中器包括以 300bps 至 19200bps 之间的速率接收所述数据包的低速接收单元。 0008 在本发明所述的无线抄表系统中， 所述无线抄表系统还包括为拓展通信距离而连 接在至少一个计量表与所述集中器之间的中继器。 0009 本发明还构造一种无线抄表方法， 其特征在于， 包括 ： 每个计量表中的表头计量数据 ； 每个计量表中的传感器实时采集计量数据 ； 每个计量表中的 MCU 对所采集的计量数据进行处理并将处理后的数据打包成数据包 ； 每个计量表中的计时。
12、单元分别对第一时间及小于第一时间的第二时间进行计时 ； 每个计量表中的无线射频发射单元每隔第一时间以300bps至19200bps之间的速率发 射一次所述数据包， 且在第一时间内， 每隔第二时间以大于 19200bps 的速率发射一次所述 数据包 ； 手持终端以大于 19200bps 的速率接收每个计量表所发射的数据包 ； 集中器以 300bps 至 19200bps 之间的速率接收每个计量表所发射数据包。 0010 在本发明所述的无线抄表方法中， 在包含多个第一时间的第三时间中， 多个第一 时间的平均值为 T， 且在所述第三时间内， 每个第一时间为 (T-T) (T+T) 范围内的一 随机值。
13、， 其中， T 为小于 T 的第一预设时间。 0011 在本发明所述的无线抄表方法中， 在包含多个第二时间的第一时间中， 多个第二 时间的平均值为 t， 且在所述第一时间内， 每个第二时间为 (t-t) (t+t) 范围内的一 随机值， 其中， t 为小于 t 的第二预设时间。 0012 实施本发明的技术方案， 无线射频发射单元以 300bps 至 19200bps 之间的速率所 发射的数据包可被集中器接收， 无线射频发射单元以大于 19200bps 的速率所发射的数据 包可被手持终端接收， 因此， 该计量表有两种发射模式随机定时发送， 在计量表分布密度高 的地区， 可以使用集中器接收计量表的。
14、信息， 完成自动抄表功能 ； 在计量表分布密度低、 或 信号不好、 或安装位置不佳的位置， 可以使用手持终端接收计量表的信息， 作为抄表的一种 辅组手段。 而且， 该计量表只包含有无线射频发射单元， 而不包含接收单元， 因此， 成本及功 耗也较低。 0013 另外， 作为辅组手段， 中继器可以拓展通信距离或者解决通信不畅的两点之间的 通信可靠性。 附图说明 0014 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明， 附图中 ： 图 1 是本发明计量表实施例一的逻辑结构图 ； 图 2 是本发明计量表的工作时序图 ； 图 3 是本发明无线抄表系统优选实施例的逻辑结构图 ； 图 4 是本发明无线抄表方法。
15、实施例一的流程图。 具体实施方式 说 明 书 CN 103049987 A 4 3/4 页 5 0015 如图 1 所示， 在本发明计量表实施例一的逻辑结构图中， 该计量表包括表头 10、 传 感器 20、 MCU30、 计时单元 40 和无线射频发射单元 50。计时单元 40 外接于 MCU30， 当然， 在 其它实施例中， 计时单元 40 也可内置在 MCU30 中。在该计量表中， 表头 10 用于计量数据 ； 传感器 20 用于实时采集计量数据 ； MCU30 用于对所采集的计量数据进行处理并将处理后的 数据打包成数据包， 在所打包的数据包中， 除包含所采集的计量数据外， 还包括计量表 。
16、ID、 计量表状态及流水号等 ； 计时单元 40 用于分别对第一时间及小于第一时间的第二时间进 行计时 ； 无线射频发射单元50用于每隔第一时间以300bps至19200bps之间的速率发射一 次所述数据包， 且在第一时间内， 每隔第二时间以大于 19200bps 的速率发射一次所述数据 包。使用该实施例的计量表， 无线射频发射单元 50 以 300bps 至 19200bps 之间的速率所发 射的数据包可被集中器接收， 无线射频发射单元以大于 19200bps 的速率所发射的数据包 可被手持终端接收， 因此， 该计量表有两种发射模式随机定时发送， 在计量表分布密度高的 地区， 可以使用集中器。
17、接收计量表的信息， 完成自动抄表功能 ； 在计量表分布密度低、 或信 号不好、 或安装位置不佳的位置， 可以使用手持终端接收计量表的信息， 作为抄表的一种辅 组手段。 而且， 该计量表只包含有无线射频发射单元， 而不包含接收单元， 因此， 成本及功耗 也较低。 0016 在一个优选实施例中， 为防止相邻的多个计量表由于多次同时发射数据包而导 致相互之间的干扰多次发生， 可通过调整第一时间和 / 或第二时间， 使每次间隔的第一时 间和 / 或第二时间均不一样， 这样就可防止多次碰撞的发生。结合图 2， 无线射频发射单 元共有三种模块 ： 休眠模式、 低速发射模式、 高速发射模式。假设 T 为一段。
18、时间内多个间 隔的第一时间的平均值， T 为小于 T 的一个随机值， 这样， 第一时间的范围为 (T-T) (T+T)。同样地， t 为第一时间内多个间隔的第二时间的平均值， t 为小于 t 的一个随机 值， 这样， 第二时间的范围为 (t-t) (t+t)。由于每次间隔的第一时间和 / 或第二时 间均不同， 这样可大大减少相邻的多个计量表同时发射数据的几率， 也就减少了碰撞的产 生。 0017 图 3 是本发明无线抄表系统优选实施例的逻辑结构图， 该无线抄表系统包括多个 计量表 101、 102、 、 107、 集中器 200、 中继器 300 和手持终端 400， 其中， 每个计量表的逻辑。
19、 结构可参照上述实施例中的计量表的逻辑结构， 在此不再赘述。集中器 200 包括以 300bps 至19200bps之间的速率接收所述数据包的低速接收单元， 这样可使得集中器200能接收到 计量表在低速发射模式下所发射的数据包。手持终端 400 包括以大于 19200bps 的速率接 收所述数据包的高速接收单元， 这样可使手持终端能接收到计量表在高速发射模式下所发 射的数据包。应当说明的是， 中继器 300 可通信地连接在至少一个计量表与集中器 200 之 间， 例如， 中继器通信地连接在计量表 103、 104、 105 与集中器 200 之间。中继器 300 用于拓 展计量表到集中器之间的。
20、通信覆盖范围， 当然， 在另一个实施例中， 也可省略中继器。 0018 图 4 是本发明无线抄表方法实施例一的流程图， 该无线抄表方法包括 ： S1. 每个计量表中的表头计量数据 ； S2. 每个计量表中的传感器实时采集计量数据 ； S3. 每个计量表中的 MCU 对所采集的计量数据进行处理并将处理后的数据打包成数据 包 ； S4. 每个计量表中的计时单元分别对第一时间及小于第一时间的第二时间进行计时 ； 说 明 书 CN 103049987 A 5 4/4 页 6 S5. 每个计量表中的无线射频发射单元每隔第一时间以 300bps 至 19200bps 之间的速 率发射一次所述数据包， 且在。
21、第一时间内， 每隔第二时间以大于 19200bps 的速率发射一次 所述数据包 ； S6. 手持终端以大于 19200bps 的速率接收每个计量表所发射的数据包 ； S7. 集中器以 300bps 至 19200bps 之间的速率接收每个计量表所发射数据包。 0019 在一个优选实施例中， 在包含多个第一时间的第三时间中， 多个第一时间的平均 值为 T， 且在所述第三时间内， 每个第一时间为 (T-T) (T+T) 范围内的一随机值， 其 中， T 为小于 T 的第一预设时间。例如， 在具体应用中， 第三时间为 24 小时， 第一时间的 平均值为 1 小时， T 为 10 分钟， 则计量表每次。
22、以 300bps 至 19200bps 之间的速率发射数 据包的时间间隔为 50 分钟至 70 分钟范围内的一个随机值。由于计量表每次间隔的时间不 同， 这样可大大减少相邻的多个计量表同时发射数据的几率， 也就减少了碰撞的产生。 0020 在另一个优选实施例中， 在包含多个第二时间的第一时间中， 多个第二时间的平 均值为t， 且在所述第一时间内， 每个第二时间为(t-t)(t+t)范围内的一随机值， 其 中， t 为小于 t 的第二预设时间。例如， 在一个具体应用中， 第一时间为 1 小时， 第二时间 的平均值为 5 分钟， t 为 10 秒钟， 则计量表每次以大于 19200bps 的速率发。
23、射数据包的时 间间隔为290秒钟至310秒钟范围内的一个随机值， 由于每次间隔的时间不同， 这样可大大 减少相邻的多个计量表同时发射数据的几率， 也就减少了碰撞的产生。 0021 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的权利要求范围之内。 说 明 书 CN 103049987 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103049987 A 7 2/3 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103049987 A 8 3/3 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 103049987 A 9 。