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470MHz无线模块在智能垃圾桶中的应用
来源：ZLG致远电子 作者：ZLG致远电子日 11:37
[导读] 　大街小巷中，垃圾箱是处处可见，然而目前城市对垃圾箱的管理还处于非智能状态，清洁工人得每天花大量精力去清理，对于很多地区，地广人稀，对垃圾箱的管理更是耗时耗力。很多情况是垃圾箱满了，得不到及时清理，垃圾苍蝇都满天飞；有时候环保车老远开来，垃圾箱却是空空如也；烟头落入垃圾箱，导致垃圾燃烧引起火灾更不容忽视。
　　垃圾箱随处可见，智能垃圾箱您又是否见过？
　　大街小巷中，垃圾箱是处处可见，然而目前城市对垃圾箱的管理还处于非智能状态，清洁工人得每天花大量精力去清理，对于很多地区，地广人稀，对垃圾箱的管理更是耗时耗力。很多情况是垃圾箱满了，得不到及时清理，垃圾苍蝇都满天飞；有时候环保车老远开来，垃圾箱却是空空如也；烟头落入垃圾箱，导致垃圾燃烧引起火灾更不容忽视。
　　图1：被称为小黄罐的传感器
　　而最早在芬兰，一家专注于垃圾管理和回收的创业公司（PS：可不是环卫所哦！），是一家软硬件结合的科技公司，一款名为Enevo ONe Collect的产品，旨在解决优化垃圾管理和回收问题。
　　图2：超声波检测
　　其实Enevo ONe是一个基于超声波传感器的废物回收系统。传感器将收集到的垃圾箱和垃圾回收地的传感数据通过低功耗的LoRa网络传输到数千米以外的LoRa基站，进而传送到服务器。
　　图3：需被清理的垃圾箱
　　通过分析传感器数据，垃圾管理者能更直观的了解辖区内各个垃圾桶的填充状态，并为清洁的车辆规划最佳的回收路线，为环卫机构节省运营成本。
　　图4：垃圾回收路线规划
　　根据数据统计，通过减少不必要的垃圾回收造成的车辆燃油和人工费用，这一系统大约能帮助环卫机构减少20%-40%的运营成本。并且，还能实时监控垃圾桶内的温度或异动。
　　图5：LoRa无线方案
　　而对于国内，这一理念已经开始萌生，这主要是因为数据传输成本没有足够的低廉，如ZM470SX系列LoRa超低功耗超远距离的传输方式，或许能在该领域大展拳脚。
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433M 470M无线MESH自组网抄表系统WMRNET-III介绍
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16:37:37　　
WMRNET-III 无线抄表系统介绍--------------------------------------工作于433MHz/470MHz免费计量频段----------------------------------------- WMRNET-III网络是专为水表、气表集抄开发的无线自组织网络系统，网络采用最稳定的MESH网络结构，组网速度、抄表速度快，抄表成功率高，一次抄表成功率超过99%。单个WMRNET-III网络覆盖半径超过3千米，覆盖范围极广，非常适用于工业楼宇群、大型高层建筑社区等新建及老项目改造。通过采用类似传统路由数据网络设计，使得无线抄表走向网络化，智能化，集成化，是水气表远程无线抄表理想的解决方案。 目前WMRNET-III在国内无线水气表远传抄表市场份额遥遥领先于其他厂家，市场占有率第一，总装机量超过百万只。国内几大燃气集团亦已实施 WMRNET-III 系统，如深燃，广燃，杭燃等，为建设智慧城市提供更智能、更灵活、更集成化的无线基础设施。& &
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& && &&& 网络特点：
1. 工作于免费频率433MHz或470MHz 2. MESH网型结构，可靠性高，网络容量大，支持最大1024个节点3. 网络节点自带路由与中继功能，网络最大支持8级中继路由4. 穿透能力强，覆盖范围广，室外网络覆盖半径超过3KM5. 完全自组织网络，组网过程自动完成，网络自动修复优化6. 网络抄表速度快，一次抄表成功率超过99%7. 网络节点自适应，即插即用8. 网络节点超低功耗运行，节点电池工作寿命超过10年9. 节点采用高效的循环交织纠检错编码，容错能力极强 10. 网络节点同时支持集中器与手抄机抄表通讯
& & WMRNET-III可通过连接其它有线或无线设备再连接到远端服务器或数据中心，实现远程操作控制，如GPRS，3G无线网络与RS485，M-bus等有线网络。服务器或数据中心通过上位机管理软件对下载数据进行系统设置、数据录入、消耗量查询、图标分析、异常分析、故障监控、欠费处理、报表生成、系统维护、计费等各项业务。& &
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WMRNET-III由无线集中器APC930M和无线网络节点模块APC240F两部分组成，节点直接与表相连（表内或表外部集成设备），集中器则与用户上位机集成（如计算机，GPRS集中器或其它各种控制设备）。节点支持霍尔元件、干簧管、光电直读等传感器，适用于市场主流的各种脉冲、光电水表和燃气表。 整个网络内的无线表不需要布线，每个网络节点都有网络ID号，可以通过无线手持机与计算机进行修改，避免与同一区域内的其它有网络ID的节点产出冲突。
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网络最大的特点是网络节点超省电运行，节点平均电流仅15uA，外加独特的休眠唤醒机制设计，非常适用于电池供电系统，节点电池寿命能轻松达到十几年，在水表与燃气表整个生命周期内节点模块无需更换电池。
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网络说明 网络系统采用主从式机制，集中器作为中心节点，控制网络的一切活动，并与各种有线或无线接入设备直接进行数据交换。 1个集中器最多可以控制1024个节点，最大支持8级路由。系统在上电以后，系统自动组建网络，自动维护和优化网络路由，无需用户干预，自动发现和删除节点。（如1个居民小区未超过1024户，用1个集中器即可抄收整个小区的表数据，亦有每栋楼房分别由1个集中器进行管理） 新节点在一定时间内可以被网络发现，节点地址被被网络识别后将节点加入网络当中，被移除节点的路由等信息在可设定的时间内被删除。 任意节点既可以作为子节点，又可以作为父节点。任意节点支持多个父节点，任意节点有多条到达集中器的路由，并且节点传输数据时动态的选择最佳路由，任意节点都具有路由器与中继功能。& &&&
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每个节点即可作为父节点，也可作为子节点处于级数比较多的节点，向集中器传输数据的时候，通过上一级父节点转发数据，然后它的父节点再通过其它节点传输到集中器，每个节点有多个父节点，使网络更加可靠，同时扩大了网络的覆盖面积。
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若在网络中若干个节点出现故障，或者被移除，丝毫不会影响网络的通信，集中器可以通过其它节点找到失去父节点的节点。通过集中器发送命令，可以了解网络节点的数量、地址、级数以及路由等情况。& &&&
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网络节点自动选取最佳线路传输数据 & & 网络中任一线路被阻塞，节点自动选择新子节点进行数据传递，其余正常数据连接不受影响，网路维持正常通信，保证了整个网络数据传输的可靠性，在出问题的。&&
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& &网络中如有线路被阻塞，将转由其它线路替代进行传输 同样，网络中任一节点出现问题，数据传输将由其它正常节点代替进行，如果节点在下一次组网抄表中依然存在问题，网络将自动移除问题节点。（如图，关键节点被切断，导致其它节点亦无法传输，在实际装机应用中，由于节点覆盖范围广，极少只有一个关键节点，而是存在众多关键节点提供了良好的冗余性能，保证网络不会因为某点问题导致大面积正常节点瘫痪）
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& & 网络中如有节点被阻塞，将转由其它节点替代进行传输
集中器作为整个网络的中心节点，负责整个网络的运行与控制协调，用户上位机则通过集中器的标准UART接口控制集中器及整个网络运行，集中器具有抄单表、集抄、自动组网等功能，上位机可以通过软件进行抄表。
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网络节点有唯一的ID，节点读数时拥有唯一性，集中器通过节点ID区分网络节点，节点根据网络ID自动区分不同的WMRNET-III网络。WMRNET-III网络根据网络ID与节点ID将节点添加进网络，或从网络内删除。节点基于SEMTECH超低功耗芯片设计，外加高性能低功耗MCU，节点接收灵敏度达到-109dBm/5Kbps，通信距离400米。
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集中器安装位置注意事项 无线网络的使用效果非常容易受到外界环境的影响，如：小区内的环境，楼层高度、楼间距、楼内房型结构、其他无线通信干扰源等等，这些因素或多或少都对无线网络的性能有影响。 因此，在小区和户型结构已经定型，即表的安装位置不能改变的情况下，只有集中器的安装位置能调整，小区集中器的安装成为影响整个网络稳定及数据传输的关键。
& &在无线抄表应用中，集中器的安装位置对抄表成功率有重要影响，请参照以下几点进行安装配置： 1. 集中器最好安装在楼外，这样可以减少模块的穿墙层数，如条件不允许安装在室外，至少应将天线引到室外。2. 集中器最好能覆盖所有表的中间位置，能与集中器直接进行通信的表越多越好，即第一级无线表越多效果越好，抄表速度最快，成功率最高。3. 集中器的天线最好使用小吸盘天线，并垂直吸附在金属板面上，以增强无线通信效果。4. 集中器天线尽量避免安装在电子设备众多、金属物件、人为能够破坏的环境。5. 集中器的天线附近尽量避免有金属物件覆盖，天线尽量不要平行贴近于墙壁。
深圳燃气实际使用案例 WMRNET-III无线抄表系统已成功部署于深圳燃气集团，超过20万只装有APC240F无线抄表模块的燃气表平稳运行于深圳各大新旧居民社区，未来将有超过百万只无线燃气表将陆续进行安装，为更好的管理燃气基础设施提供了灵活可靠的解决方案，大幅降低了运营成本。
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