摘要：为了满足智能建筑和智能小区的需求，自来水管理部门正逐步改变传统的人工入户手工抄表的方式，广泛采用无线自动抄表技术，推动了水费管理的智能化、网络化和信息化。针对传统抄表技术存在的低效、易错的缺陷，本文提出了一种选用JN5148作为主控芯片，集成了32位的处理器和2.4G的无线收发器，将Zigbee无线通信技术、GPRS网络与水表计量自动化结合起来的无线智能水表系统。该系统具有无需网络布线、快速组网、协议简单、传输可靠、耗电量低和运行成本低等优势。 关键词：自动抄表；水表；JN5148；Zigbee；GPRS
引言
微弱信号检测
随着电子应用技术及信息产业的飞速发展，智能建筑和智能小区越来越多，采用传统的计量技术和抄表方式已无法满足国家节能减耗的需求。目前国内水表抄表系统的现状主要有以下三种方式：一是传统的人工抄表收费方式，每户安装普通机械计量仪表，有管理人员按固
定时间进行上门抄收。二是智能卡式收费方式，每户安装具有智能卡接口的计量仪表，通过智能卡作为传输介质，在用户和管理部门之间传输信息，实现计量仪表的抄收以及缴费工作。三是自动抄表收费方式，每户安装具有通讯能力的计量仪表，通过有线网络系统自动完成用户计量仪表的数据抄收，再通过金融网点方式以自动或人工方式完成缴费。
本文选用JN5148作为系统主控芯片，集成了32位处理器和2.4G的无线收发器，采用Zigbee无线技术实现采集器与集中器间数据通信，再通过GPRS网络实现集中器与抄表中心的数据传输。本系统实现了远程抄表，节省人力资源，传输的数据量大、速度快，智能化程度高。
1系统设计
无线智能水表系统是由无线智能水表和集中器构成。每个水表具备无线传输功能，200个以内的水表配一个集中器，由集中器定期自动抄表。集中器上带有GPRS无线模块把数据传输到主站管理计算机，然后再通过金融网点完成缴费。
1.1 无线智能水表模块的设计
安全审计系统
无线智能水表是由主控芯片、输入采集模块、阀门控制电路、显示部分和通信接口电路等构成。
1.1.1 主控芯片的设计
无线智能水表的主控芯片采用NXP公司生产的JN5148。它是超低功耗、高性能的无线芯片，是第三代2.4G IEEE802.15.4无线SOC，全面支持Zigbee Pro。包括一个超低功耗的32位精简指令集的MCU、128kB字节的ROM、128kB字节的RAM、12位精度的数/模转换器和模/数转换器。
JN5148包括微处理器部分和RF收发器。它是整个智能水表的核心，担负着信息判断、识别、运算和处理等工作。
1.1.2 输入采集模块的设计
本系统采用“管道式超声波流量计”，利用“时差法”来测量流速，无运动部件。与传统的机械式、电磁式流量仪表相比，在流量测量上有很多优势，真正实现了无机械传动，非接触式，寿命长、精度高、使用便捷、易于数字化管理，尤其是对介质、温度、导电率和污染
毛发湿度计物都不敏感等等。
管道式超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累计系统三部分构成。JN5148的IO口采集超声波传感器输出的脉冲，然后根据水管直径、传感器安装角度计算出超声波在顺流向和逆流向的水中传输的时间差，就可以计算出水的流量。
在使用过程中，超声波流量计输送介质是液体水，流量计的引压管容易产生积液，当温度较低时会出现冻堵现象。因此要在气温低时对引压管进行加电伴热或吹扫。对流量计的探头也要定期进行清理，以免出现不定期报警（建议一年一次）。
1.1.3 显示部分的设计
扁头螺丝 本系统采用低功耗的LCD显示，它与主控制器JN5148通过SPI口通信。作为智能水表的输出接口，主要作用是输出水表的各种运行状态及相关数据，还具备对用户的提示功能。LCD平时处于静态显示状态，显示表中的剩余金额、水表状态（阀门、电池）信息，当用户充值或用水量变化时，动态刷新水表的剩余金额。
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