藍牙技術在電表計費中的應用

1 引言

　　現有的人力手工抄表方式，工作量大，準確度差，且只能一月左右反映一次用電情況，其信息反饋速度相對于電力調度的瞬間操作遠遠滯后，因而無法實現高低峰的電價應有所不同的要求，使人工抄表方式亟待改革。而目前提出的一些自動抄表方案是將數字電表的用電量信息利用紅外傳輸方式，通過電話線或局域網傳輸到接收端(如：物業公司或電業管理部門)。此類方案問題有三：(1)家庭中的紅外控制信號過多(如：有多種家電遙控器)會干擾數據的準確性，(2)使用電話線傳輸不可能作到實時，而且接收端所需的Modem池等費用過高，(3)使用局域網傳輸則限于要重新安裝千家萬戶的入戶線和數字信號的遠距離傳輸問題。

　　解決上述問題的關鍵是找到一種無線或有線的傳輸方式，并且及時準確地將用電量信息傳輸到接收端。通過多種方式的比較，用藍牙技術 (BlueTooth)和有線電視(CATV)設備相結合是一種即能避免出現上述問題又能較好的實現實時控制的方法。即利用藍牙技術的無線傳輸、傳輸距離短(10m之內)和抗干擾性強的特點，先將計費電表的直流信號通過加載的BlueTooth芯片無線傳輸到CATV線路中的上行信道，通過遍布城鄉的 CATV網絡，直接傳輸到物業公司或電業管理的調度部門后，再重新解調出數字信號，便可輸入到計算機中完成網上任一用戶的電費自動查詢，當然，也可以與現有的電費收費網絡系統相連接，以及與電網的調度指揮中心相連接成一個完整的用電管理網絡。

　　2 BlueTooth的抗干擾特點

　　藍牙芯片僅為9mm×9mm，目前價格為50元左右，可以直接嵌入數字電表中。其工作采用2400～2483.5MHz的ISM(工業、科學和醫學)頻段，這是因為該頻段內沒有其它系統的固定信號干擾，同時頻段向公眾開放，頻段在全球范圍內有效。但同時ISM頻段作為開放頻段，使用其中的任何頻段都會遇到不可預測的隨機干擾源(如某些家用電器、無繩電話和汽車開門器等)[1]。因此，對外部和其它藍牙用戶的干擾源用不同的技術加以處理。

　　如：采用跳頻技術，抗信號衰落;采用快跳頻和短分組技術，減少同頻干擾，保證傳輸的可靠性;采用前向糾錯(FEC)編碼技術，減少遠距離傳輸時的隨機噪聲影響;采用FM調制方式，降低設備的復雜性等。目前藍牙技術的傳輸速率設計為1MHz，以時分方式進行全雙工通信，其基帶協議是電路交換和分組交換的組合，完全滿足電表收費中的實時性的要求。一個跳頻頻率發送一個同步分組，每個分組占用一個時隙，也可擴展到5個時隙。藍牙技術還支持一個異步數據通道，或3個并發的同步話音通道，或一個同時傳送異步數據和同步話音的通道。異步通道支持最大速率72kbps、反向應答速率為57.6kbps的非對稱連接，或者是432.6kbps的對稱連接，這樣，可根據干擾源情況靈活加以選擇。

　　藍牙技術實現了設備的無連接工作，提供了接入數據網的功能，并且具有外圍設備接口，可以組成一個特定的小網(piconet),又稱為微微網。藍牙系統采用基于包的傳輸：將信息流分片(組)打包，在每一時隙內只發送一個數據包。所有數據包格式均相同，開始為一接入碼，接下來是包頭，最后是負載。

　　接入碼具有偽隨機性質，在某些接入操作中，可使用直接序列編碼。接入碼包括微微網主單元標志，在該信道上，所有包交換都使用該主單元標志進行標識，只有接入碼與接入微微網主單元的接入碼相匹配時，才能被接收，從而防止一個微微網的數據包被恰好加載到相同跳頻載波的另一微微網單元所接收，這樣，使樓群間不同用戶的信號很容易區別。