隨著社會和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，住宅商品化發(fā)展迅速，住宅水、電、氣、熱表的抄表和收費(fèi)問題日益突出。如何有效解決入戶抄表收費(fèi)的技術(shù)問題，提供一個合理、完整、系統(tǒng)的實施管理方案，需要企業(yè)、科研和公用事業(yè)管理部門共同努力。目前，住宅水、電、氣、熱表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)形式多樣，但市場比較混亂，技術(shù)上尚不成熟，沒有一個被市場認(rèn)可的完整系統(tǒng)實施管理方案。傳統(tǒng)的有線抄表系統(tǒng)布線復(fù)雜、可靠性差、維護(hù)困難，難以實現(xiàn)管理升級，不能滿足舊樓系統(tǒng)改造的市場要求；而新興GPRS、短信GSM網(wǎng)絡(luò)抄表方式使用成本昂貴，不適宜大面積推廣。

　　無線智能遠(yuǎn)傳水表系統(tǒng)以其安裝便利、維護(hù)快捷、不受安裝環(huán)境和布線限制等優(yōu)點(diǎn)，成為了水表行業(yè)智能管理的主導(dǎo)系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般由四部分組成，即自來水公司微機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)下載器（手抄機(jī)）、數(shù)據(jù)集中器、無線遠(yuǎn)傳智能水表。其中無線智能遠(yuǎn)傳水表是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，是信息的產(chǎn)生單元。它一般是在原基表的基礎(chǔ)上，加裝新型傳感器和控制電路板構(gòu)成。

　　1 無線智能遠(yuǎn)傳水表實現(xiàn)的功能

　　無線通信在用戶的使用環(huán)境中容易受到外界環(huán)境的影響，比如說小區(qū)樓棟之間的環(huán)境，小區(qū)樓層的高矮，樓棟之間的距離，城市無線通信環(huán)境的干擾源，小區(qū)房型結(jié)構(gòu)等都有很大程度上的影響。因此，表具的安裝，樓棟集中器的安裝，小區(qū)集中器的安裝，特別是樓棟集中器的無線通信天線，小區(qū)集中器無線通信天線。如果采用手抄器抄取樓棟集中器，樓棟集中器可安裝在樓道內(nèi)，天線可引道戶外。如果采用小區(qū)集中器采取樓棟集中器，樓棟集中器建議安裝在樓頂。安裝在樓頂?shù)募衅骺刹捎锰柲芑?20V市電供電。

　　通過分析確定無線智能遠(yuǎn)傳水表應(yīng)實現(xiàn)以下功能：自動定時或定量上報水量功能；根據(jù)集中器命令控制水表閥門開關(guān)功能；自動報告遠(yuǎn)傳水表被破壞或受干擾、用水量異常（過大或過?。㈦姵仉娔懿蛔愕墓δ?；按管理部門的需要進(jìn)行參量設(shè)制功能。

　　2 硬件電路的設(shè)計

　　無線智能遠(yuǎn)傳水表的無線通信頻率選擇公用頻段（ISM頻段）。該表采用電池供電，保證市電停電時，不影響表具對信息的采集和存儲。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，電池的使用壽命大于6年，因此整個產(chǎn)品的設(shè)計要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(shè)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(shù)、加密技術(shù)來保障數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸?shù)臏?zhǔn)確度。

　　2.1 無線智能遠(yuǎn)傳水表的組成單元及功能

　　無線智能遠(yuǎn)傳水表主要包括以下單元：單片機(jī)、輸入采集、無線數(shù)傳、電源、閥門控制、電壓檢測單元。其構(gòu)成框圖如圖1所示。

　　2.2 各單元電路的硬件設(shè)計

　　2.2.1 輸入信號采集單元

　　傳感器選擇接觸阻抗低、無待機(jī)功耗、可靠性好的小型干簧管。作為磁傳感器，在磁鐵進(jìn)入干簧管吸合臨界區(qū)的時候，干簧管會產(chǎn)生多次吸合，導(dǎo)致重復(fù)計量。為了提高計量的準(zhǔn)確性和抗干擾性，在產(chǎn)品中采用雙傳感器設(shè)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(shè)計計量單位為0.1t.當(dāng)兩個傳感器同時吸合時，認(rèn)為是外界強(qiáng)磁干擾，水表執(zhí)行關(guān)閉閥門動作。設(shè)置單片機(jī)RB0、RB4引腳作為檢測端。

　　2.2.2 單片機(jī)的設(shè)計

　　單片機(jī)選擇的是是Microchip公司生產(chǎn)的功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、編程調(diào)試方便、價格低的PICl6F628A芯片。該單片機(jī)為精簡指令集型處理器（RISC），共有35條匯編指令，使用起來簡捷有效。PICl6F628A共有18個引腳，標(biāo)準(zhǔn)工作電壓為5 V,外接晶振最大可以達(dá)到20 MHz.其內(nèi)部資源非常豐富，含有2 KB的Flash程序存儲器、224B的數(shù)據(jù)存儲器、2個模擬比較器、1個PWM控制器、1個16位的定時器/計數(shù)器，1個8位定時器/計數(shù)器，1個8位定時器，以及上電啟動電路、掉電復(fù)位電路和看門狗電路等。PICl6F628A還能夠響應(yīng)定時器、比較器、RB端口等多種硬件中斷合理地使用這些資源可以有效簡化外圍電路，降低產(chǎn)品的成本。為了降低整機(jī)的功耗，定時器1的時鐘脈沖選擇片外晶體振蕩電路，晶體頻率是32.768k,配諧電容為22p,內(nèi)部采用8分頻，這樣當(dāng)脈沖個數(shù)為24225個時（5FH,0FFH），定時時間達(dá)到10s.

　　2.2.3 無線數(shù)傳單元的設(shè)計

　　無線數(shù)傳芯片選擇的是高集成度、多通道的RF收發(fā)芯片CC1100,該芯片控制方便、功能強(qiáng)大、體積小、價格低、功耗低、抗干擾性強(qiáng)。CC1100的引腳SPI_SCK連接單片機(jī)引腳RAl（輸出）；SPI_SI連接單片機(jī)RA2引腳（輸出）；SPI_SO連接單片機(jī)RA3引腳（輸入）；SPI_CS連接單片機(jī)RA6引腳（輸出）；GDO0連接單片機(jī)RA7引腳（輸入）。