引言：自國家無(wú)線(xiàn)電管理委員會(huì )將470～510Mhz規劃給民用無(wú)線(xiàn)計量?jì)x表等類(lèi)型設備使用，各類(lèi)表計制造企業(yè)紛紛開(kāi)始進(jìn)行小功率無(wú)線(xiàn)數據傳輸的研究及產(chǎn)品化設計。其中可能因行業(yè)應用的不同而影響整體設計方案不同，同時(shí)各地方表計的主管部門(mén)也紛紛推出鼓勵政策，以促進(jìn)該類(lèi)行業(yè)的科技創(chuàng )新及產(chǎn)品應用。  

1. 小功率無(wú)線(xiàn)通訊在電表中的應用及發(fā)展  

電表的發(fā)展經(jīng)過(guò)了機械式計量到電子式計量的過(guò)程，目前正在由電子式計量進(jìn)入到電子智能化的階段，并且發(fā)展迅速。  

電表應用的自動(dòng)抄表經(jīng)歷了紅外抄表，RS485總線(xiàn)通訊抄表，PLC電力線(xiàn)載波抄表，及目前正在發(fā)展的小功率無(wú)線(xiàn)抄表、GPRS抄表的階段。在目前的市場(chǎng)中，各總抄表方式共存、互補，并且在新的國家電網(wǎng)的電表標準中，已經(jīng)將通訊模塊的物理接口做出強制規定，也為電表的各種通訊方式的兼容鋪平了道路。小功率無(wú)線(xiàn)抄表之所以在各類(lèi)抄表模式的競爭中引起表計制造廠(chǎng)家的關(guān)注，主要有以下幾個(gè)優(yōu)勢： 

1)抄通率高。
2)通訊效率高。
3)安裝成本低。
4)可拓展應用多。
5)小功率無(wú)線(xiàn)技術(shù)門(mén)檻低，易于形成產(chǎn)品。 

總體說(shuō)來(lái)在實(shí)際應用中小功率無(wú)線(xiàn)通訊在目前的階段主要可以解決不入戶(hù)抄表，實(shí)時(shí)上傳數據，電表故障監測及未來(lái)實(shí)現智能電網(wǎng)合理分配電能等等功能。  

電表由于有穩定的供電電源，相對對于智能化發(fā)展的過(guò)程中，對自身計量及智能控制，數據傳輸的過(guò)程中的能耗相對要求并不是非�？量�，所以能夠在應用中靈活處理無(wú)線(xiàn)抄表碰到的問(wèn)題，但也有其他三表中要求更高的電氣指標。

在電表的應用中基本要求具有如下的技術(shù)功能：  

1) 自行組網(wǎng)功能。
2) 通訊自動(dòng)調頻功能。
3) 可根據功能的拓展需求自升級功能。 

1.1 自組網(wǎng)功能 

無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)是一組以無(wú)線(xiàn)鏈路進(jìn)行通信、由移動(dòng)節點(diǎn)動(dòng)態(tài)形成得網(wǎng)絡(luò ), 它是一個(gè)多跳的臨時(shí)性自治系統。

與單跳的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )不同，自組網(wǎng)節點(diǎn)之間是通過(guò)多跳數據轉發(fā)機制進(jìn)行數據交換的, 需要路由協(xié)議進(jìn)行分組轉發(fā)決策。無(wú)線(xiàn)信道變換的不規則性, 節點(diǎn)的移動(dòng)、加入、退出網(wǎng)絡(luò )等也會(huì )引起網(wǎng)絡(luò )拓撲結構的動(dòng)態(tài)變換, 路由協(xié)議的作用就是在這種環(huán)境下，監控網(wǎng)絡(luò )拓撲結構變換，交換路由信息。定位目的節點(diǎn)位置，產(chǎn)生、維護和選擇路由，并根據選擇的路由轉發(fā)數據，提供網(wǎng)絡(luò )的連通性。它是移動(dòng)節點(diǎn)互相通信的基礎。 

無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)的主要特點(diǎn)在于不需要固定的基礎設施支撐，不需要預先配置主機，能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)快速的組建起一個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )；節點(diǎn)可以任意移動(dòng)，網(wǎng)絡(luò )拓撲結構動(dòng)態(tài)變化，沒(méi)有專(zhuān)用的固定基站或路由操作作為網(wǎng)絡(luò )的管理中心，網(wǎng)絡(luò )中每個(gè)節點(diǎn)都兼有主機和路由器的功能；節點(diǎn)間以對等的方式進(jìn)行通信, 具有高度的協(xié)作性，網(wǎng)絡(luò )路由學(xué)藝通常采用分布式控制方式，比中心結構的網(wǎng)絡(luò )具有更強的魯棒性和抗毀性等。 

1.2 防沖撞通訊或自動(dòng)跳頻功能 

在設置路由設備的頻率時(shí)，由于采用的是同頻收發(fā)，自然就存在節點(diǎn)之間的同頻干擾問(wèn)題。在解決這個(gè)問(wèn)題時(shí)，可以使用載波偵聽(tīng)多點(diǎn)接入/ 避免沖撞的方法。在每次發(fā)送數據時(shí)，需要先等待一個(gè)任意長(cháng)的周期，在這個(gè)任意的退避時(shí)間之后，如果設備發(fā)現信道空閑，就會(huì )發(fā)送數據幀；反之，如果設備發(fā)現信道正忙，則將等待任意長(cháng)的周期后，再次嘗試接入信道。這樣可大大降低沖突發(fā)生次數的概率，從而能夠滿(mǎn)足抄表的需要。 

1.3 自動(dòng)升級功能

根據日后的用戶(hù)需求，增加更多的功能及產(chǎn)品升級、調整等，無(wú)線(xiàn)抄表的方案在設計之初需要預留自升級的功能及接口，這樣可以大大增加產(chǎn)品的使用期限及附加值。 

2. 小功率無(wú)線(xiàn)通訊在氣、水表中的應用及發(fā)展 

隨著(zhù)國家的節能減排的大政策背景下，氣、水表的發(fā)展將實(shí)現跨越是發(fā)展的趨勢。由目前仍然在使用的以機械式計量為主的方式直接進(jìn)入到智能式計量、控制的方式。 

氣、水表有一個(gè)共同的特點(diǎn)：電源部分絕大多數都是使用電池進(jìn)行供電。所以對于無(wú)線(xiàn)抄表的實(shí)現則相比電表對于自身能耗的指標要嚴格許多。  

主要的技術(shù)要求如下：  

1) 超低功耗 

由于氣、水表都是使用電池進(jìn)行供電，在原有的電子部分增加無(wú)線(xiàn)通訊的功能，并不顯著(zhù)減少工作使用壽命的要求，則對設計者提出更高的要求。 

有于自組網(wǎng)為保持網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)及通訊路徑的穩定，必須要頻繁進(jìn)行節點(diǎn)間的通訊，所以在目前的技術(shù)背景下則能難實(shí)現超低功耗的要求。 

當然也可以根據實(shí)際的最終抄表系統要求，以固定網(wǎng)絡(luò )的方式實(shí)現，即設立固定路由，其余節點(diǎn)則指定和固定路由通訊的方式實(shí)現多節點(diǎn)無(wú)線(xiàn)抄表。協(xié)議也相對簡(jiǎn)單及高效。 

低功耗的實(shí)現也有賴(lài)于抄表系統的實(shí)際用戶(hù)需求，例如水、氣表單月在某時(shí)間段進(jìn)行工作，其余時(shí)間都處于非工作狀態(tài)以減少功耗。 

根據無(wú)線(xiàn)信號的強弱，自動(dòng)調節發(fā)射功率，以減少功耗等等。 

目前在水、氣表中的應用中，以點(diǎn)對點(diǎn)的方式為主要方式，可以最簡(jiǎn)化抄表系統的設計及最高效率化數據采集。 

2) 無(wú)線(xiàn)信號穿透能力強 

由于水、氣表的安裝及使用基本在每用戶(hù)房屋內，所以無(wú)線(xiàn)抄表可以實(shí)現不入戶(hù)抄表，及用戶(hù)不在房屋內進(jìn)行抄表等實(shí)際問(wèn)題。無(wú)線(xiàn)信號的穿透力則顯得非常重要。為提高點(diǎn)對點(diǎn)的抄表效率，實(shí)際表計廠(chǎng)家要求能夠無(wú)線(xiàn)信號能夠穿越樓層5～7層。實(shí)際設計過(guò)程中，穿透力和超低功耗需要取一個(gè)平衡點(diǎn)，往往需要經(jīng)過(guò)大量的現場(chǎng)試驗以達到最佳性能比。 

3) 體積小型化 

由于水、氣表的體積越來(lái)越小型化，本身機械傳感器部分的體積較大，留給電子計量及無(wú)線(xiàn)通訊模塊的結構空間相對很小。這就要求電子部分的設計盡量小型化。所以對無(wú)線(xiàn)通訊模塊的集成度提出更高的要求。 

3. 小功率無(wú)線(xiàn)通訊在熱表中的應用  

熱表目前的發(fā)展在近幾年非常迅速，隨著(zhù)國家關(guān)注民生問(wèn)題，解決社會(huì )矛盾的要求，熱表需求在中國的北部迅速增加。 

目前熱表主要有兩種類(lèi)型，一種是散熱片式熱能計量，主要針對老的供暖系統加裝計量表；另一種是新建供暖系統的管道式計量表。  

在管道式計量表的技術(shù)需求基本和水、氣表的需求一致。散熱片式熱能計量表則有集成度更高的需求，傳感器的信號處理、計算，及計量數據的無(wú)線(xiàn)傳遞盡量能夠在一顆芯片中完成，這樣可大大提高表計的精度及減少功耗，延長(cháng)表計的電池使用壽命。 

結束語(yǔ)： 

隨著(zhù)國內無(wú)線(xiàn)抄表的標準越來(lái)越清晰，將帶來(lái)小功率無(wú)線(xiàn)通訊在表類(lèi)行業(yè)的應用春天，也將出現更多的不同需求和應用。芯科實(shí)驗室推出的EZRadioPro產(chǎn)品系列以高發(fā)射功率，高靈敏度及高效率的能耗比在多家表計廠(chǎng)家中勝出，得到廣泛應用。在2009年推出的無(wú)線(xiàn)單片機Si10xx系列，以更高的集成度，超低功耗在電、水、氣、熱表的應用中占據無(wú)線(xiàn)抄表市場(chǎng)的領(lǐng)頭羊位置，也將勢必幫助中國的表計行業(yè)無(wú)線(xiàn)抄表蓬勃發(fā)展。