一种基于无线通讯与公用电话网的智能抄表系统

4 系统硬件电气原理分述

4.1 水表发射器电气部分原理

水表发射器的功能是将水表计量的用水量，以无线通讯的方式传送给数据处理器。框图如图3所示。安装在水表内的霍尔传感器用来检测用水量，水表中每流过0.1t水，霍尔传感器就发出一个脉冲信号，经串稳态电路产生一个红1s宽的脉冲，再经施密特反相器4069整形后送入编码器PT2262进行编码，PT2262全码编址为4 11个，经编码后的数据送入无线发射模块进行发射，无线电发射频率为400MHz，有效距离为50m；同时发射器还具备一些附加功能。
（1）防盗功能。由于干式水表靠电磁传动的特点，它易受外磁场的影响。如果用户在水表附近放有强磁铁，它会使水表传动齿轮转速降低，使水表的测量精度降低。而发射器上另装有一个专用于测量磁场强度的霍尔传感器，当发现水表附近有强磁场时，霍尔传感器发出报警脉冲，经发射器无线传送给数据处理器。
（2）备用电池。为保证发射器在停电时能正常工作，在交流220V供电的同时，还备有一个4.8V的镍氢电池、由LM358、555组成的电池电压监测和充电电路，使电池能正常充电。后备电池可维持发射器连续工作48h。

4.2 数据处理器电气部分原理

数据处理器是本系统的关键设备。由无线接收和解码部分、时钟日历、8051及外围、电话收发电路、电源等部分组成。框图如图4所示。无线接收模块与发射模块工作在相同频率400MHz上；解码由PT2272完成，工作频率与PT2262相同， 地址编码与PT2262一致。时钟日历芯片DALLAS12887为系统提供准确的百年时钟日历，包括年、月、日、时、分、秒、星期和定时报警信号。

电话收发电路由拨号电路和音频解码电路组成。4-16译码妻MC4514模拟开关4066组成3*4虚拟键盘阵列，由8051控制过按键的开与合，完成将要拔出电话号码和上传数据的编码，并将电话号码和数据送入拨号电路。拨号专用芯片为W91312，晶振频率为3.58MH，接收到管理计算机机端的电话号码后立即拨出。当两端的握手信号完成，确认线路接通后，由8051控制将上传的数据以音频方式输出给管理计算机；音频解码电路的功能是将音频信号解码，以BCD码的形式输出。当数据处理器拨通管理计算机后，管理计算机端回复一个接通握手信号，该信号是音频信号，经交流放大电路放大后，送入音频解码芯片MC145436解码，最后以BCD码的形式送入8051。

系统供电采用220V交流和锂后备电池供电的双重方案，当住宅停电或人为断电时，系统仍可维持正常工作48h。

4.3 管理计算机通讯接口板电气部分原理

管理计算机通讯接口板由拨号电路、音频解码电路、电话振铃检测电路、光电隔离电路和电源电路组成，如图5所示。拨号电路和音频解码电路与数数处理器板上的相同。

5 系统软件

本系统软件由数据接收、数据转换和收费系统三部分组成。

（1）数据接收系统。由于需要从并口读取用户的用水量，所以在用户的用水量上来之后，先由数据接收系统将用户的数据转换成文本文件。此系统在操作系统启动后自动启动，且一直处于工作状态。
（2）数据转换系统。考虑到数据接收之后形成的是文本文件，不能直接进入数据库，所以设计一个数据转换系统将数据存入数据库。此系统在操作系统启动后自动启动，且一直处于工作状态。
（3）收费系统。在合法用户登录到本系统后，进行日常的业务处理。根据用户的计算机配置情况，该系统可以在单机环境下运行，也可以在网络环境下运行。

单机运行环境对计算机软、硬件的要求：操作系统为WIN95/WIN98；数据库为Oracle734。

网络运行环境对计算机软、硬件的要求：操作系统的客户端为WIN95/WIN98、服务器端为WIN2000/WINNT；

数据库的客户端为Oracle734；服务器端为Oracle8i；

硬盘：5G；

水作为一种有限的资源，越来越为人们所重视，节约用水已不再是一种倡议，而是我们的责任和义务。因此，对居民、企事业单位用水的准确计量是十分迫切的，一户一阀，一户一表已是大势所趋。另一方面，联一户一表工程的实施，居民用水的计量与收费的难度也逐渐加大，为了有效解决入户抄表收存在的诸多弊端，提高效率，避免入户抄表引发的治安问题，杜绝拖欠费用。因此，户外智能抄表代替传统入户抄表势在必行。

在现有的智能抄表中，有通过动力线载波网络实现的，有通过铺设专用线实现的，比较两种智能抄表系统，用动力线载波网络实现局限性比较大，主要受变压器限制；通过铺设专用线来实现，施工工程比较大，改造费用也比较高。因此，采用公用电话网实现智能抄表系统，避免了上述的不利因素，适用面比较广泛，安装方便，不用铺线，改造费用也比较小，给用户带来很多方便。因此，应用前景非常广阔。