[發明專利]一種基于管道聲波通信的系統裝置和方法

無效

• 申請號: 201410193857.X
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN103944648A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 潘之凱;潘艷;雷悅;余金城;許劍冰
• 申請（專利權）人: 北京納衡儀器儀表有限公司
• 主分類號: H04B11/00
• 分類號: H04B11/00;G08C23/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種基于管道聲波通信的系統裝置和方法，特別是用于水、氣、熱力數據采集管理的裝置和方法。

背景技術

用管道輸送物理量的場合如供水、供氣、供熱等場合要實現用水量、用氣量、用熱量的數據采集和管理，往往很困難。原因是：

(1)安裝水、氣、熱力等計量表計的地方往往無市電提供或者出于對安全的考慮不希望用市電，而使用電池(包含可充電電池)有個維護問題。

(2)環境屏蔽，無線信號弱，無法使用小無線通信技術。

(3)通常安裝帶管道設備的建筑物都建有單獨的工作間，使用有線方式安裝通信線路也十分困難。

這些原因都造成水、氣、熱數據采集技術推廣困難。

公知技術一般都采用既能供電又能通信的M-BUS數據總線，用有線的方式將水、氣、熱力智能計量儀表連接起來進行通信。現在節水、節氣、節能成為一種國策。水、氣、熱的數據采集多數還是靠人工抄表。遠方數據采集多數用M-BUS穿線連接，利用M-BUS既能供電又能通信的優點，但這種辦法改造工程巨大，維護工程量也巨大，影響了它的推廣。

發明內容

本發明的目的是發明一種裝置和方法，不用很大的工程投入，不用安裝通信線路，只需在有流體管道的流體物理量計量表計的安裝處，安裝上本發明的裝置或者使用本發明的方法就可以實現水、氣、熱等計量數據的遠方采集和管理。

本發明是這樣實現的：輸送水、氣、熱等流體的場合都有管道相連接，在用戶側的水、氣、熱等計量表計(以下簡稱計量節點)處安裝智能終端；選擇一個方便安裝又能通過管道聲波通信的地方安裝集中器或者中繼器。在這里：

智能終端是至少包含有下述功能單元的智能裝置：

a、擁有被系統識別的通信地址碼；

b、有讀取管道中流體計量量讀值的“中央處理單元”，智能終端的通信地址碼可以認定為該計量節點的地址，而智能終端中的計量量讀值即為該計量節點的計量量讀值。計量量是指要計量的物理量的使用數值，比如計量用水量的噸數，計量用氣量的立方數，計量熱量的大卡數等；

c、“中央處理單元”能夠按照(集中器能夠解釋的)通信協議對要進行通信的數據信息進行調制，生成“發送電信號數據包”；

d、有將“發送電信號數據包”換能為聲波信息包向流體管道發送的電聲換能器。

集中器是至少包含有下述功能單元的智能裝置：

a、設計安裝有與遠方主站進行雙向通信的通信單元。通信單元的一個實施例是GPRS等公用無線信道；通信單元的一個實施例是光纖信道。

b、設計安裝有能接收經流體管道發送的、來自智能終端或中繼器聲波信號的電聲換能器；

c、電聲換能器接收到來自智能終端或中繼器聲波信號后，集中器有“中央處理單元”能夠按照集中器、中繼器、智能終端共同約定的通信協議，將電聲換能器輸出的信息包解調出智能終端發出的“發送電信號數據包”，并對該信息包進行處理。

本發明裝置中使用的中繼器是一種選擇性使用的裝置。它在接收到來自智能終端、集中器、另一級中繼器的聲波信息包后，只在根據協議需要轉發時，才自動按設計的協議進行轉發。它在集中器與智能終端通信良好時是不一定需要的，是一種根據實際需要選擇的裝置。中繼器既可以獨立設計為一種設備，也可以直接由智能終端(第二功能)“虛擬”實現。下述給中繼器的定義，包含獨立的中繼器和由智能終端“虛擬”的中繼器二種形式的裝置。

中繼器是至少包含有下述功能單元的智能裝置：

a、設計安裝有能接收來自智能終端、集中器、另外中繼器聲波信息包的通信單元。

b、中繼器的處理單元在接收到聲波信息包后，能根據約定的通信協議，在需要轉發時自動按設計的協議進行信息包轉發。

c、信息包轉發也用聲波通過電聲換能器轉發。

本發明有二種工作模式：一種是以集中器為主動方工作模式，另一種是智能終端為主動方工作模式。