基于nRF2401智能小區無線抄表系統集中器設計

　　隨著電子技術、計算機技術和通信技術的不斷發展，各個行業的自動化進程正在逐漸加快，以至于在自動抄表中對數據采集的實時性、可靠性、信息量提出了更高的要求。目前的抄表系統主要有：有線抄表系統，掌上抄表系統和無線抄表系統。其中有線抄表系統增加了綜合布線的費用和難度，降低了系統的應用靈活性，限制了有線抄表系統的推廣和應用。掌上抄表系統需抄表部門用掌上抄表器抄取數據，因此降低了自動化程度。無線抄表系統采用無線收發設備傳輸數據，不需專門架線，系統結構簡單，節省了人力和物力，相對有線抄表系統和掌上抄表系統有著更大的優勢。本文提出了一種基于無線網絡技術的無線抄表系統，重點研究了基于nRF2401的無線通信的集中器的設計，通過該集中器可以實現采集數據快速、可靠的傳遞。

　　無線抄表系統方案

　　智能小區無線抄表系統主要由三表數據采集終端、集中器和物業中心的計算機組成。三表數據采集終端和集中器(下層)，集中器和物業中心(上層)的計算機均采用星型結構。智能小區無線抄表系統結構如圖1所示。

　　上層通過以nRF2401無線通信模塊與分散在小區內各棟樓內集中器上的nRF2401無線通信模塊相連接，形成1對多的連接形式，實現集中器和小區物業中心的計算機的實時在線連接。下層通信包括集中器通過無線方式對三表數據的采集、存儲、轉發，以及轉發上位機下達的指令和對三表進行控制操作等。集中器是整個無線抄表系統的通信橋梁，它的工作情況決定了系統的可靠性和穩定性，其實現功能有：每個月按約定時間循環查詢終端三表的數據，并把采集到的數據進行累加保存起來;當接收到物業中心的計算機發布的采集命令后，立即打包數據并傳送;也可主動向物業中心的計算機發送數據、報告緊急情況等。

　　集中器硬件設計

　　在無線抄表系統中，集中器處于信息傳遞通路的中間位置，該系統中的集中器采用無線方式傳輸數據，是整個系統的核心。無線數據集中器主要有無線數據傳輸模塊nRF2401、外部存儲單元、本地通信接口、微處理器(MCU)和電源模塊等組成。數據集中器硬件結構框圖如圖2所示，數據集中器電路原理圖如圖3所示。

　　考慮到無線數據集中器的低功耗、經濟高效、性能穩定、接口電路簡單和自動化程度高等特點，因此選擇合適的電路芯片至關重要。