1.產品設計意義我國是個水資源十分短缺的國家，人均水資源量僅占平均水平的四分之一。社會經濟用水安全保障已經成為制約我國社會經濟發展的重要因素。解決水資源問題已迫在眉睫，節水無疑是當前可行、快捷的措施之一。由此無線遠傳的水表的研究應用具有重要意義。智能無線遠傳水表系統是利用計量傳感器、無線數據傳輸技術和單片機智能控制技術結合在一起的一種遠程計量、測控、抄讀系統。是實現自來水行業水資源管理、水表抄讀、水費收費管理自動化、數字化、網絡化的管理系統。就傳統機械水表而言，無線遠傳水表計費精確，不易偷水。隨著無線電技術、通訊技術和單片機技術的發展，無線智能遠傳水表系統以其安裝便利、維護快捷、不受安裝環境和布線限制等優點，成為了水表行業智能管理的主導系統。再結合計算機技術網絡技術、信息技術，可提高管理效益。隨著芯片技術的發展和跳頻技術的成熟，特別是無線網絡協議和無線網絡的成熟，可以利用跳頻技術和無線網絡技術實現無線遠程抄表。目前無線網絡在國外已經陸續開始應用，相信在不久的將來無線網絡技術在我國也會開始應用和普及。無線數據傳輸網絡也會象GSM網絡一樣覆蓋每個角落。2.無線遠傳水表國內外研究現狀隨著科技的進步和社會的發展，特別是信息技術的迅猛發展，使信息的傳播已經達到了實時化和智能化，尤其是在公用事業領域，各類信息的采集和傳輸已經能夠實現智能化，以往那種采用人工抄收和統計水表數據的時代已經成為歷史。隨著無線電科技和GSM公用通訊網絡和有線電話的普及，使遠程水表技術迅速的發展和成熟。中國無線遠傳水表的誕生大約在二十年前，其中“水表遠傳流量計”是一九八七年開始研制的。之后，光電的、霍爾的、單干簧管的水表陸續產生并得到一定應用。因為當初住宅自動抄表還沒有市場，這些技術的應用也僅僅是少量的和局部的。一九九六年后住宅自動抄表開始有了一定的市場，這些技術開始普遍應用并逐漸暴露出了不穩定、不準確的缺陷，終歸于失敗。一九九七年雙干簧管技術研制成功，并得到了應用。與以前的其他技術相比，雙干簧管的準確性、可靠性要好的多。初（1998年）應用于IC卡水表自動收費系統，獲得了成功。至今，這項技術非常廣泛地在IC卡水表中應用。但這一產品仍然有不穩定、漏計數、不能防磁、多占一個微機接口等缺點。 要說脈沖式無線遠傳水表理想的產品，還是一九九八年研發成功的自保持開關技術。由于采用了雙感應頭、自保持開關技術，使開關信號準確率達到了百分之百。又由于該技術采用了水表玻璃之上的結構方式，成功的解決了防磁干擾的問題。之后，這種產品被設計成了傳感貼片的形式，使全國乃至全的普通水表都可以方便地安裝組合，成了一種“一分鐘即可使您的普通水表變成無線遠傳水表”的通用產品。從一九九九年至二OO六年，這種自保持開關傳感器產品已推廣應用達100萬只以上，其中僅北京市就達19.4萬只。持續六年的規?；瘧?，已充分證明了自保持開關遠傳技術在準確性、可靠性、穩定性方面，已完全達到了自動抄表系統的遠傳技術要求。 在一些水壓不穩定的特殊場合，有時存在水表倒轉的現象，這是造成誤差的原因之一。2005年，一種可測倒流的具有自保持開關功能的遠傳技術試驗成功，這一技術徹底解決了因水表倒轉造成的讀數誤差，已得到了廣泛地應用。 至此，在中國，脈沖式無線遠傳水表的研發歷經二十年，以準確、可靠、穩定、通用而告一段落，脈沖式傳感技術不過關的時代宣告結束。3.主要設計內容本設計的主要工作內容是基于ST單片機設計一個低功耗的無線遠傳水表。該水表主要民用，可實現計量和數據無線遠傳。采用電池作為電源，工作電壓為3.6v。（1） 數據采集：通過傳感器將水流量轉化為脈沖信號，記錄用水量；（2） 信息顯示：顯示已用累計用水量、單價水費、剩余水量、水表閥門及電池、狀態等信息；（3） 無線收發功能 實現單片機調控射頻芯片無線收發，傳輸數據、可實現跳頻功能，避免信號的沖突干擾；（4） 全面防盜水：利用管理軟件監控、鉛封及防反裝、防拆裝胃，有效防止用 （5）監控功能：智能網絡水表可以監控水表的運行狀況，如果出現異常。關閉水表的閥門，設置狀態位，方便上位機管理系統的查詢，從而有效防止偷水現象；4.設計思路無線智能遠傳水表的無線通信選擇公用頻段（ISM）。該表采用電池供電，保證市停電時，不影響表具對信息的采集和存儲。根據行業標準的要求，電池的使用壽命大于6年，因此整個產品的設計要求充分考慮耗電量問題。電池選擇高能鋰電池，通過選擇低功耗器件，設定精密的微功耗工作方式來確保電池的使用壽命。通過采用雙傳感器，軟件糾錯，抗干擾技術，加密技術來保障數據采集，存儲，傳輸的準確度。無線遠傳水表由以下幾部分組成：單片機，無線數傳，數據采集電路，閥門控制電路，信息顯示，電源電路。如圖所示1.數據采集電路　傳感器選擇接觸阻抗低、無待機功耗、可靠性好的小型干簧管。作為磁傳感器，在磁鐵進入干簧管吸合臨界區的時候，干簧管會產生多次吸合，導致重復計量。為了提高計量的準確性和抗干擾性，在產品中采用雙傳感器設計。無論單個傳感器吸合多少次都按照吸合一次計算，只有兩個傳感器各吸合一次才算是一次有效計量。本設計計量單位為0.1t.當兩個傳感器同時吸合時，認為是外界強磁干擾，水表執行關閉閥門動作。2.單片機選擇單片機選擇的是ST低功耗單片機，單片機是AVR內核低功耗單片機。具有其先進的指令集及單時鐘周期指令執行時間，從而可以減緩系統在功耗和處理速度之間的矛盾。AVR內核具有豐富的指令集和32個通用工作寄存器。所有寄存器都直接與算術邏輯單元相連接，使得一條指令可以在同一周期內同時訪問兩個獨立的寄存器。Mega169具有16K字節的系統內可編程FLASH，512字節EEPROM，1K字節SRAM，53個通用I/O口線32個通用工作寄存器，用于辯解掃描的JTAG接口，支持片內調試與編程，內含LCD控制器，三個有比較模式的定時器具有片內編程看門狗定時器，5個可以通過軟件進行選擇的省電模式。強大的單片機，可以為許多嵌入式控制應用提供靈活而低成本的解決方案。3 射頻模塊選擇射頻模塊選采用SX1278擴頻芯片，實現自動跳頻，抗干擾能力強，使用靈活、可以準確實現數據收發，在可接收模式下電流低至4uA,一顆3600mAH電池待機計算可以持續使用18年。4信息顯示在本次設計中，智能網絡水表信息顯示模塊采用液晶顯示(LCD)，目前市場上于智能儀表的顯示有LCD和LED兩種，因為智能網絡水表采用低功耗設計，而LCD的功耗相對LED要小的多。5閥門控制電路在本次設計中采用電動球閥作為水表的控制閥門。其工作原理是：采用小功率電機通過減速，直接驅動球閥開閉。它的優點是結構相對簡單，水阻小。它的缺點是球閥的球環加工精度要求高，使用一段時間后由于水垢或微顆粒等使轉動阻力增大，但可以采用每月定時開關閥門幾次來解決這一問題。這種閥門技術比較成熟，在使用過程中，閥門開、斷的次數不多，所以閥門的使用不會產生很大的功耗。-------------------------深圳捷迅易聯科技有限公司專業開發各類低功耗藍牙WIFI，無線收發模塊,無線數傳模塊,無線抄表模塊,無線測溫采集,RF射頻模塊,ZIGBEE數傳模塊,自組網模塊，無線數傳電臺等各類無線模塊以及為客戶設計定做相關無線采集，無線傳輸，無線遙控等方案。公司提供標準的TTL/232/ 485 /SPI各類接口數傳模塊,歡迎聯系！祝各位宏圖大展！-------------------------------------------------鐘 庭 國 QQ:1419057957 Mob: 18680302735 13265548981E-mail: zone@rf-module.cn電話:0755-26031631 傳真:0755-26521631公司：深圳捷迅易聯科技有限公司地址：廣東省深圳南山科技園高新中四道東科智西路1號科苑西工業區南23棟602網站：http://www.rf-module.cn http://www.rf-mine.com-------------------------------------------------