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气表无线抄表技术
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无线抄表系统技术
远程抄表系统结构：
记录和报告温度，读表，移动等等连接设备和宿主系统, 局域网, USB, GSM覆盖范围：节点之间100米+ 城市环境
RF解决方案：
主控制芯片：
70 MHz 具有USB，局域网功能的微控制器
低功耗(5uA)待机电流
RF芯片：
低ISM频段
更少的频段使用增加的覆盖分析
技術支持：
模块化, 多种特性, 免费的射频协议栈
开发硬件和工具支持
强有力的设计支持
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无线技术
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WIFI
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蓝牙
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Zigbee 紫蜂
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Cy-Net (ASKA)
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市场
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本地区域
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个人区域
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嵌入式
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嵌入式
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提供商
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CS
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TI, NEC, Ember, Jennic
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Cyan-Micrel
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速率(比特/秒)
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11M - 54M
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1M - 3M (v2)
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20K - 250K
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20K - 200K (v3)
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协议栈大小
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100K-250K
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60K - 150K
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28K
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30K+
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网络活动
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高
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高
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低
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低
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电池使用时间
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< 2天
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几周
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几年
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几年
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频段(MHz)
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2400
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2400
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2400
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915/868/434
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范围(米)
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100
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10 or 100
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10 - 100
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100 - 600
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灵活性
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有限
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有限
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有限
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可配置
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开发平台:
适用于不同的无线嵌入式应用程序的开发平台:
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参考设计和可立即使用的射频模块
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– 适合作为从节点，传感和记录
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– 整合eCOG1k 微控制器和MICRF6XX
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– 915/868/433MHz 频段选择
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– 距离最长600米（无功放）
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– 15Kb/s (& 200 Kb/s 方案正在开发)
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– 小形状因素(50毫米x 25毫米)
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– 用来评估/编程的载板
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– 30 针接口
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• 3通道ADC 输入
• 8比特数字接口, 或者8个捕获输入
• 1 个普通串口+ 1个具有握手功能的串口
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| – 关闭模式下功耗5-6uA,接收时36mA,发送时46mA |
| – eCOG1X微控制器和MICRF6XX |
| – 400K字节以上空余内置闪存 |
| – 20K字节以上空于内置RAM |
| – 10/100 局域网和USB接口 |
| – TCP/IP协议栈和USB协议栈 |
| – 915/868/433MHz 频率选择 |
| – 距离最长600米（无功放）; |
| – 共享15Kb/s (& 200 Kb/s方案正在开发) |
| – 用来简易评估的载板 |
| – 兼容CyanT 模块的30针接口 |
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网络交通
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• 作为路由层的网络结构
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- 任意节点可以发送数据
- 任意节点可以接收数据
- 次节点将数据转发到树形分支
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| • 软件自定义自动组网规则 |
| • 因此节点总能找到它的主节点 |
| • 为了保证网络服务质量可以在传输中确认每个信息 |
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自动组网
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• 每个节点只能与其他的一个节点协商
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- 用来作为一个连接点
- 用预定义的组网规则来选择
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| • 软件自定义自动组网规则 |
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- 最短路径
- 最高信号强度
- 最佳上行链路
- 最少网络流量
- 具体节点特性
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| • 组网规则可以调整以优化执行 |
| • 组网规则可以重新配置以优化网络 |
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自动修复
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• 自动修复功能可以被自动唤醒
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| • 自动修复功能可被下列参数唤醒 |
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- 网络无活动期间
- 传输失败
- 无主节点信标
- 每间隔一段时间
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| • 可用于动态重分布网络 |
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电源管理
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• 数据和同步轮询(任意节点)
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| • 跳频扩频(FHSS) |
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- 网络无活动期间
• 0.01% 到10% 典型占空比
•每Ah最长14 年
- 延时周期的动态控制
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| • 无跳频扩频设备 |
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| • 灵活传输功率管理 |
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- 自动限制传输功率
- 最大可减少50%传输功耗
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| • 数据包头压缩 |
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- 去掉冗余的包头数据
- 最小化数据包和每帧额外数据
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频段选择
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• 使用应用较少的ISM 频段
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| • 避免在2.4GHz的频段拥塞 |
| • 跳频扩频(FHSS) |
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| • 各种不同频段 |
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| • 监视网络避免冲突 |
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- 载波侦听(LBT)
• 检测帧指示的开始字段
• 如检测到了，在搜寻中延时随机的时长
- 载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA-CA)
• 监测信号强度(RSSI)
• 如果大于阈值, 增加小随机延时
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提供了以下更多的软件特性：
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• 支持时分多址TDMA的稠密网络
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| • 电池寿命计算器 |
| • 基于名称的网络寻址 |
| • 生产编程工具 |
| • AT 命令集界面 |
| • 为上行链路集成的更多硬件支持 |
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- LCD 显示
- 惯性传感器和模拟输入/输出
• 局域网(HTTP, DHCP, DNS, Telnet, BOOTP, TFTP等等)
• GSM 和GPRS
• GPS
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扩展性
| • 大量的支持库和经验 |
| • 参考产品示例: |
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- 使用CMOS传感器读表
- 局域网和/或GSM/GPRS 上行链路
- 实时TFT/LCD 能耗显示
- 通过外部接口控制
- 用于数据记录的外部闪存
• 板载(NAND/NOR)
• 可移动的(SD 或CF 卡, U盘)
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无线抄表系统应用
无线抄表系统应用(续2)
无线抄表系统应用(续3)
无线抄表系统的应用：煤气表、水表、电表
- 与现有燃气表兼容，可以直接替换旧燃气表；
- 采用世界领先的无线技术，自动构建网络；
- 终端自愈环保证自动修复；
- 机械故障自动报告，维护成本更低；
- 工作频段，采用低频率，无辐射无干扰；
- 低功耗，内置电池可以使用1年以上；
- 无线自动抄表，节约大量人力成本。
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