一種帶校時(shí)功能的數(shù)據(jù)采集器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集器，尤其是一種具有校時(shí)功能的數(shù)據(jù)采集器。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)終端設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、遠(yuǎn)傳是大型物聯(lián)網(wǎng)基本要求，而終端設(shè)備數(shù)據(jù)中通常要包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息，終端設(shè)備的實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息通常是由一顆時(shí)鐘芯片來(lái)提供，雖然這顆時(shí)鐘芯片的精度指標(biāo)都比較高，一天0.5s的允許誤差，但在長(zhǎng)期運(yùn)行的情況下，累計(jì)的誤差還是會(huì)超出允許的范圍，現(xiàn)實(shí)物聯(lián)網(wǎng)中，終端設(shè)備種類(lèi)繁多，使用環(huán)境各異，難以保證不斷電，當(dāng)該時(shí)鐘芯片電源失效或丟失，就會(huì)造成實(shí)時(shí)時(shí)鐘的紊亂、丟失，數(shù)據(jù)采集裝置就無(wú)法獲取到終端設(shè)備的完整準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。
[0003]為解決上述問(wèn)題，就需要對(duì)終端設(shè)備不斷地校時(shí)。目前校時(shí)方式主要有網(wǎng)絡(luò)校時(shí)、GPS校時(shí)、電波校時(shí)和基站校時(shí)。網(wǎng)絡(luò)校時(shí)使用的是網(wǎng)絡(luò)通道，需要設(shè)備支持互聯(lián)網(wǎng)，低端或小型的終端設(shè)備使用困難，此外，網(wǎng)絡(luò)校時(shí)還存在一定的延時(shí)，所以實(shí)時(shí)時(shí)鐘精度依賴于這個(gè)網(wǎng)絡(luò)通道的延時(shí)。GPS校時(shí)精度雖然很高，但由于是衛(wèi)星信號(hào)落到地面，其信號(hào)強(qiáng)度已被大幅衰減，所以對(duì)障礙物穿透能力弱，只能在空曠的地方使用，室內(nèi)或有屏蔽的地方就無(wú)法使用，且接收GPS信號(hào)，需要專用設(shè)備，從而產(chǎn)生一定的成本。電波校時(shí)技術(shù)較GPS校時(shí)相對(duì)簡(jiǎn)易，授時(shí)精度高，在諸多領(lǐng)域中漸漸體現(xiàn)出優(yōu)越性，符合未來(lái)計(jì)時(shí)發(fā)展趨勢(shì)。但電波校時(shí)開(kāi)放地區(qū)有限，同時(shí)需要專用的接收芯片。相對(duì)于前三種校時(shí)方式，基站校時(shí)更具實(shí)用性?；臼菬o(wú)線電臺(tái)站的一種形式，是指在一定的無(wú)線電覆蓋區(qū)中，通過(guò)移動(dòng)通信交換中心，與移動(dòng)終端之間進(jìn)行信息傳遞的無(wú)線電收發(fā)信電臺(tái)。基站除了進(jìn)行收發(fā)信息交換信號(hào)外，還會(huì)廣播一個(gè)攜帶時(shí)間的信號(hào)，接收這個(gè)信號(hào)就可以獲得實(shí)時(shí)時(shí)鐘。
[0004]目前手機(jī)基站信號(hào)有GSM，CDMA，WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA等等，GSM屬于2G技術(shù)，CDMA屬于2.5G技術(shù)，后面3種則是屬于3G技術(shù)，無(wú)論2G還是3G無(wú)線技術(shù)，都要求有嚴(yán)格的數(shù)據(jù)流同步來(lái)保證各個(gè)基站間的可靠信號(hào)傳輸。由于CDMA2000無(wú)線技術(shù)對(duì)同步的要求最為嚴(yán)格，規(guī)定時(shí)鐘漂移不能超過(guò)每24小時(shí)7.5微妙，而GSM網(wǎng)絡(luò)則要求相對(duì)較松，規(guī)定時(shí)鐘漂移不能超過(guò)24小時(shí)4.3毫秒。CDMA為了要達(dá)到這種水平的可靠同步，利用了 GPS使基站之間時(shí)鐘嚴(yán)格同步，所以所有的CDMA的時(shí)間都是GPS時(shí)間確定，具有很高的精確度，這樣聯(lián)網(wǎng)的所有CDMA通信系統(tǒng)的基站的時(shí)間都是一致的。CDMA2000移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中所有基站以全球定位系統(tǒng)(GPS)時(shí)標(biāo)作為時(shí)鐘基準(zhǔn)，工作在同一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘上。通過(guò)接收/解調(diào)前向鏈路信號(hào)中的導(dǎo)頻信道和同步信道，可以提取授時(shí)信息，與CDMA2000系統(tǒng)時(shí)鐘保持同步，從而獲取高精度秒脈沖和本地時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集器中增加基站校時(shí)電路，通過(guò)采集器與終端設(shè)備之間建立的數(shù)據(jù)通道，適時(shí)對(duì)各終端設(shè)備提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘，同時(shí)采集到各終端設(shè)備的完整數(shù)據(jù)信息。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:提供一種帶校時(shí)功能的數(shù)據(jù)采集器，其構(gòu)成包括有數(shù)據(jù)采集單元與校時(shí)單元，數(shù)據(jù)采集單元與校時(shí)單元通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接并通訊，校時(shí)單元構(gòu)成包括:天線、射頻接收電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電源管理電路、數(shù)字信號(hào)處理(DSP)電路、存儲(chǔ)器以及溫度補(bǔ)償晶振(TCX0)，天線接收到臨近基站信號(hào)，將射頻信號(hào)輸入至射頻接收電路，射頻接收電路將射頻信號(hào)變頻成模擬基帶信號(hào)，并輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，并輸入至數(shù)字信號(hào)處理電路，數(shù)字信號(hào)處理電路解析出本地時(shí)間并暫存到存儲(chǔ)器中，數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)總線定時(shí)從存儲(chǔ)器中獲取校時(shí)單元內(nèi)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，并若干種通訊方式、通訊協(xié)議將實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息傳輸給終端設(shè)備，完成校時(shí)。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述基站信號(hào)選取CDMA。因?yàn)镃DMA網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信號(hào)受天氣影響小、能滿足室內(nèi)覆蓋。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)485總線方式或無(wú)線(RF)方式或電力線載波(PLC)方式與終端設(shè)備傳輸通訊。
[0009]本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、充分利用基站實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)易獲取，不受地形地物影響的特點(diǎn)，從而可以低成本、高可靠的得到實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)，采用傳統(tǒng)手機(jī)信號(hào)獲取方式即可；
[0011]2、借助數(shù)據(jù)采集器與終端設(shè)備之間已建立的數(shù)據(jù)通道，使眾多終端設(shè)備實(shí)時(shí)時(shí)鐘的校對(duì)問(wèn)題轉(zhuǎn)變成其數(shù)據(jù)傳輸鏈上一層數(shù)據(jù)采集器時(shí)鐘校對(duì)問(wèn)題，從而大大簡(jiǎn)化了終端設(shè)備時(shí)鐘校對(duì)。
[0012]3、選擇使用CDMA制式，能在保證所獲取實(shí)時(shí)時(shí)鐘精確度的前提下，降低構(gòu)建成本。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型具有校時(shí)功能數(shù)據(jù)采集器原理框圖。
[0014]圖2是智能電能表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
[0015]圖3是實(shí)施例校時(shí)單元的電原理圖。
[0016]以上附圖中，I是具備時(shí)鐘校對(duì)功能的數(shù)據(jù)采集器，2是終端設(shè)備，3是通訊連接，11是時(shí)鐘校對(duì)單元，12是數(shù)據(jù)總線，13是采集單元，111是天線輸入，112是射頻接收電路，113是模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，114是電源管理電路，115是電源輸入，116是數(shù)字信號(hào)處理器，117是存儲(chǔ)器，118是溫度補(bǔ)償晶體振蕩器，21是集中器，22是通訊連接，23是具有校時(shí)功能的數(shù)據(jù)采集器，24是通訊連接，25是電能表，31是天線，32是射頻接收放大器，33是聲表面波濾波器，34是鎖相回路或鎖相環(huán)，35是模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，36是數(shù)字信號(hào)處理器，37是通用異步收發(fā)傳輸器，38是溫度補(bǔ)償時(shí)鐘發(fā)生器。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例一
[0018]本實(shí)施例給出了具有校時(shí)功能數(shù)據(jù)采集器在電能表數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳系統(tǒng)中實(shí)際應(yīng)用。
[0019]目前，在電能表數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳系統(tǒng)(如附圖2所示)中，數(shù)據(jù)通訊方式是，采集器23通過(guò)通訊連接24定期讀取每只電能表25的數(shù)據(jù)信息并保存，集中器21再通過(guò)通訊連接22讀取采集器23內(nèi)數(shù)據(jù)，完成抄表遠(yuǎn)傳過(guò)程。電能表數(shù)據(jù)采集器23是位于眾多智能電能表25上一層數(shù)據(jù)傳輸節(jié)點(diǎn)裝置，目前采集器23的功能是按更上一層數(shù)據(jù)集中器21所設(shè)置的采集周期自動(dòng)采集電能表數(shù)據(jù)，但當(dāng)電能表25的時(shí)鐘發(fā)生故障時(shí)，如時(shí)鐘丟失故障，由于傳統(tǒng)采集器本身沒(méi)有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，無(wú)法對(duì)電能表25校時(shí)，造成電能表25在錯(cuò)誤的時(shí)鐘下工作，導(dǎo)致采集并上傳到上一層數(shù)據(jù)集中器中的計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。采集器就無(wú)法將電能表的用電數(shù)據(jù)采集并上傳到上一層數(shù)據(jù)集中器。目前廣泛使用的智能電能表都自帶實(shí)時(shí)時(shí)鐘，該實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路靠獨(dú)立電池供電，以保證電網(wǎng)斷電情況下，該實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路憑此貯能電池而繼續(xù)提供電能，仍然能保持實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)，一旦電網(wǎng)恢復(fù)供電，電能表立即恢復(fù)正常工作。但是，由于電能表實(shí)時(shí)時(shí)鐘的貯能電池存在使用壽命，當(dāng)該貯能電池臨近失效，電能表的實(shí)時(shí)時(shí)鐘即會(huì)丟失、紊亂、歸零，這樣，就會(huì)直接影響到該電能表的分時(shí)計(jì)費(fèi)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等功能。針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，采用一一更換各電能表實(shí)時(shí)時(shí)鐘貯能電池的辦法近乎不可能，只能及時(shí)地對(duì)電能表實(shí)時(shí)時(shí)鐘進(jìn)行校對(duì)，從而彌補(bǔ)電能表數(shù)據(jù)信息的不完整。
[0020]本實(shí)施例用具有校時(shí)功能的電能表數(shù)據(jù)采集器來(lái)替代傳統(tǒng)電能表采集器，具有校時(shí)功能的電能表數(shù)據(jù)采集器除了擁有數(shù)據(jù)采集功能外，同時(shí)具備了實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及對(duì)電能表的校時(shí)功能。
[0021]附圖1給出了具有校時(shí)功能的數(shù)據(jù)采集器原理框圖，本實(shí)施例采集器校時(shí)單元采用工作在800MHz頻段，支持IS95/CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)的基帶芯片，該芯片主要任務(wù)在于解調(diào)導(dǎo)頻信道和同步信道。
[0022]本實(shí)施例采集器工作原理及信號(hào)傳輸過(guò)程是:如附圖3所示，射頻接收電路工作于800MHz頻段，天線31輸入信號(hào)由該射頻接收放大器32內(nèi)置低噪放大后，再經(jīng)聲表面波濾波器33，將此射頻信號(hào)下變頻至模擬基帶信號(hào)，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器35將模擬基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送入數(shù)字信號(hào)處理器36，數(shù)字信號(hào)處理器36將數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)算，解調(diào)出時(shí)標(biāo)數(shù)據(jù)，暫存到存儲(chǔ)器中，采集單元處理器通過(guò)總線定時(shí)取校時(shí)單元內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，并按照通訊協(xié)議通過(guò)485總線傳輸給電能表，完成對(duì)電能表時(shí)鐘的校時(shí)過(guò)程。
[0023]當(dāng)電能表數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳系統(tǒng)電網(wǎng)供電正常，但某些電能表時(shí)鐘電路的電池失效，此時(shí)，電能表讀取采集器版本號(hào)，此目的是檢查具有校時(shí)功能的采集器是否存在，通訊線路是否正常。如果采集器存在，通訊正常，再查詢網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，此目的是檢查采集器是否已經(jīng)注冊(cè)上基站，查詢采集器實(shí)時(shí)時(shí)鐘，發(fā)送查詢時(shí)鐘指令，如果成功，則返回時(shí)鐘數(shù)據(jù)。具有校時(shí)功能的采集器恢復(fù)供電時(shí)，會(huì)立即搜索附近基站信號(hào)，捕獲并解析時(shí)鐘信號(hào)，然后會(huì)周期讀取電能表的當(dāng)前時(shí)間與基站時(shí)鐘比較，當(dāng)兩者誤差超過(guò)規(guī)定值時(shí)，采集器發(fā)送校時(shí)命令給電能表，校準(zhǔn)電能表時(shí)鐘。
[0024]本實(shí)施例經(jīng)過(guò)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)所有電能表的時(shí)鐘保持一致，當(dāng)電能表實(shí)時(shí)時(shí)鐘因?yàn)殡姵厥Щ蛞驗(yàn)橥ｋ姸鴣G失，均能夠及時(shí)校準(zhǔn)，保證電能表時(shí)鐘正確性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶校時(shí)功能的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于:構(gòu)成包括有數(shù)據(jù)采集單元與校時(shí)單元，數(shù)據(jù)采集單元與校時(shí)單元通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接并通訊，校時(shí)單元構(gòu)成包括:天線、射頻接收電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電源管理電路、數(shù)字信號(hào)處理(DSP)電路、存儲(chǔ)器以及溫度補(bǔ)償晶振(TCXO)，天線接收到臨近基站信號(hào)，將射頻信號(hào)輸入至射頻接收電路，射頻接收電路將射頻信號(hào)變頻成模擬基帶信號(hào)，并輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，并輸入至數(shù)字信號(hào)處理電路，數(shù)字信號(hào)處理電路解析出本地時(shí)間并暫存到存儲(chǔ)器中，數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)總線定時(shí)從存儲(chǔ)器中獲取校時(shí)單元內(nèi)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，并若干種通訊方式、通訊協(xié)議將實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息傳輸給終端設(shè)備，完成校時(shí)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶校時(shí)功能的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于:所述基站信號(hào)選取CDMA03.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種帶校時(shí)功能的數(shù)據(jù)采集器，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)485總線方式或無(wú)線(RF)方式或電力線載波(PLC)方式與終端設(shè)備傳輸通訊。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種帶校時(shí)功能的數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集單元與校時(shí)單元通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接并通訊。天線接收到臨近基站信號(hào)，將射頻信號(hào)輸入至射頻接收電路，射頻接收電路將射頻信號(hào)變頻成模擬基帶信號(hào)，并輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將模擬基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，并輸入至數(shù)字信號(hào)處理電路，數(shù)字信號(hào)處理電路解析出本地時(shí)間并暫存到存儲(chǔ)器中，數(shù)據(jù)采集單元通過(guò)總線定時(shí)從存儲(chǔ)器中獲取校時(shí)單元內(nèi)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，并若干種通訊方式、通訊協(xié)議將實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息傳輸給終端設(shè)備，完成校時(shí)。優(yōu)點(diǎn)有：實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)易獲取，不受地形地物影響的特點(diǎn)，低成本、高可靠；借助數(shù)據(jù)采集器與終端設(shè)備固有通訊連接，簡(jiǎn)化了對(duì)終端設(shè)備的時(shí)鐘校對(duì)。
【IPC分類(lèi)】G08C19/00, G08C17/02
【公開(kāi)號(hào)】CN205211140
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520919434
【發(fā)明人】胡國(guó)祥
【申請(qǐng)人】南京宇能新能源科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年11月18日