本实用新型涉及通信领域，具体涉及一种模块化协议转换控制终端及燃气扩频远程抄表系统。
背景技术：
随着计算机网络技术迅猛发展，出现了大量运行在不同协议上的网络系统，由于各种网络系统的协议不兼容，使得不同网络系统的操作和信息交换难以实现。随着物联网在抄表行业的应用不断深入，传统入户抄表方式的弊端也越来越凸显，远程抄表在各大小区日渐流行起来，尤其是采用超低功耗的RF无线抄表以其无需施工布线、功耗低、通讯距离远等优点被广泛应用，将无线方式抄表应用到远程集中抄表系统是现在远程抄表的先进应用，远程集中抄表系统中集中器需要抄取整个小区的计量表，由于不同厂家无线表采用的技术以及通讯协议不一致，给集中远程抄表带来困难。所以，将不同厂家的无线计量表通讯接口以及通讯协议转换为统一接口、统一协议的协议转换器就尤为重要，但是当采用协议转换器与集中器进行无线通信时，各设备通讯频率的一致性是决定网络正常运行的关键。由于电子元件本身的精度差异和环境温湿度变化的影响，无线通讯频率会逐渐偏移，导致网络稳定性下降，从而会影响数据传输的可靠性。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种模块化协议转换控制终端及燃气扩频远程抄表系统，为解决现有的协议转换器及燃气抄表系统进行无线通信时受环境因素影响，无线通讯频率会逐渐偏移，导致数据传输可靠性低的问题而提供一种硬件支撑。
本实用新型的模块化协议转换控制终端包括以下八个单元方案：
单元方案一，所述模块化协议转换控制终端包括微处理器及与微处理器连接的通信模块，所述模块化协议转换控制终端还包括用于检测无线通信频率的频率检测电路和环境参数检测接口，所述频率检测电路输入端连接通信模块中的发射端，输出端连接微处理器；所述环境检测接口用于连接温度和/或湿度传感器，并将温度和/或湿度信号传输给微处理器。
单元方案二，在单元方案一的基础上，所述通信模块中的上行通信接口包括RF接口、RS485接口、LoRaWAN接口、NB-IOT接口或M-BUS接口中的至少两个。
单元方案三，在单元方案二的基础上，所述模块化协议转换控制终端包括接口切换电路，所述接口切换电路用于实现各通信接口之间的切换。
单元方案四，在单元方案一的基础上，所述通信模块的下行通信接口为RF接口。
单元方案五、六、七、八，分别对应在单元方案一、二、三、四的基础上，所述模块化协议转换控制终端还包括用于存储无线计量表表档案的外部FLASH、用于记录抄表时间的实时时钟电路、用于向各模块供电的电源及用于显示设备运行状态、上行通信状态、下行通信状态的指示灯。
本实用新型的燃气扩频远程抄表系统包括以下八个单元方案：
单元方案一，该系统包括依次通信连接的燃气计量表、模块化协议转换控制终端、集中器及远程控制中心，所述模块化协议转换控制终端包括微处理器及用于与燃气计量表及集中器实现通信的通信模块，所述通信模块与微处理器连接，所述模块化协议转换控制终端还包括用于检测无线通信频率的频率检测电路和环境参数检测接口，所述频率检测电路输入端连接通信模块中的发射端，输出端连接微处理器；所述环境检测接口用于连接温度和/或湿度传感器，并将温度和/或湿度信号传输给微处理器。
单元方案二，在单元方案一的基础上，所述通信模块中用于与集中器连接的上行通信接口包括RF接口、RS485接口、LoRaWAN接口、NB-IOT接口或M-BUS接口中的至少两个。
单元方案三，在单元方案二的基础上，所述模块化协议转换控制终端包括接口切换电路，所述接口切换电路用于实现各通信接口之间的切换。
单元方案四，在单元方案一的基础上，所述通信模块中用于与燃气计量表连接的下行通信接口为RF接口。
单元方案五、六、七、八，分别对应在单元方案一、二、三、四的基础上，所述模块化协议转换控制终端还包括用于存储燃气计量表表档案的外部FLASH、用于记录抄表时间的实时时钟电路、用于向各模块供电的电源及用于显示设备运行状态、上行通信状态、下行通信状态的指示灯。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的模块化协议转换控制终端中设置了温湿度传感器接口及频率检测电路，频率检测电路可以实时检测当前的无线通信频率，温湿度传感器接口用于将温湿度传感器检测到当前环境下的温湿度信号传输给微处理器。若当前的无线通信频率发生偏移时，根据温湿度信号调节发射端设备的参数，从而自适应的调节无线通信频率，保证无线通信频率的稳定，提了数据传输的可靠性。本申请通过对模块化协议转换控制终端进行温湿度传感器接口及频率检测电路的设置，从而为实现无线通信时通信频率的自适应校准功能提供硬件支持，保证了无线通讯的稳定性。
本实用新型的模块化协议转换控制终端上还设置了无线接口切换电路，上行通信时可以根据通信数据自适应的切换无线通信的接口。
附图说明
图1为本实用新型的模块化协议转换控制终端结构图；
图2为本实用新型的燃气扩频远程抄表系统结构图；
图3为本实用新型的频率检测电路的电路图；
图4为本实用新型的温湿度传感器检测电路的电路图；
图5为本实用新型的无线接口切换电路的电路图；
其中，1-微处理器，2-频率检测电路，3-环境参数检测接口，4-上行通信接口，5-下行通信接口，6-远程控制中心，7-集中器，8-RF无线计量表，9-实时时钟电路，10-指示灯，11-外部FLASH，12-电源。
具体实施方式
下面结合附图1-5对本实用新型的技术方案作进一步详细的介绍。
本实用新型的模块化协议转换控制终端的实施例
如图1所示，本实施例的模块化协议转换控制终端包括微处理器1及与微处理器1连接的通信模块，还包括频率检测电路2及环境参数检测接口3，频率检测电路2的输出端连接微处理器1，输入端连接通信模块的发射装置，如天线，用于检测无线通信时的通信频率，并将频率信号发送给微处理器。环境参数检测接口3用于连接温度和/或湿度传感器，并将温度和/或湿度信号传输给微处理器1，微处理器1接收当前环境条件下的频率信号后判断该频率信号是否发生偏移，若发生偏移，则结合接收到的环境参数信息，即温度和/或湿度信息，对无线通信模块的一些频率控制参数进行调节，从而校准当前的通信频率，达到和无线计量表的通信频率一致的目的，保证无线通信的稳定性。其中根据温度和/或湿度信息调节通信设备的频率控制参数实现通信频率的调整方法为现有的技术，如参考文献《利用射频芯片温度补偿晶体特性的装置及方法》(申请号：201410309083.2)，这里不再详细介绍。
图3给出了一种具体的频率检测电路，该频率检测电路包括采集器件U15，该器件的型号为AD8302，其中引脚VPNS连接天线，以获取通信频率，而引脚INPA通过电容CC20及电感CL5连接微处理器。电容CC20两端还并联有一个电感CL4，组成一个滤波电路。
图4给出了一种环境参数检测接口的具体电路，包括单排多针插座DIP/SIP5，该插座与微处理器连接，其中插针3、4分别用于连接温度传感器和湿度传感器，插针1连接电源VDD。
通信模块包括上行通信接口4及下行通信接口5，其中上行通信接口4与集中器7采用RS485/扩频无线/LoRaWAN/NB-IOT/M-BUS方式通信，下行通信接口5与RF无线计量表8之间采用RF射频无线通信，向RF无线计量表8发送控制、抄表指令，同时将计量表数据采用RF无线方式经模块化协议转换控制终端的RF无线通信接口传送给模块化协议转换控制终端的微处理器。
模块化协议转换控制终端上还可设置接口切换电路，用于实现各通信接口之间的切换，如上行通信时，可同时监听RF无线接口和RS485接口的数据，上行通信接口可自适应RF无线接口和RS485接口，在RS485和RF无线之间自动切换，图5给出了一种具体的接口切换电路，该电路采用多路模拟开关芯片SMD/74HC4052D实现，多路模拟开关芯片SMD/74HC4052D分时切换，定时读取RF接口和RS485接口数据，哪个接口有数据传输就处理哪个接口的数据，从而实现接口的自动切换。
模块化协议转换控制终端还设置有用于显示设备运行状态、上行通信状态、下行通信状态的指示灯10、用于存储无线计量表表档案的外部FLASH 11、用于记录抄表时间的实时时钟电路9、用于向各模块供电的电源12。
模块化协议转换控制终端上行通信宜预留可插拔接口，当后续升级为扩频无线、LoRaWAN、NB-IOT、时，直接更换通信模块(即可插拔模块)即可，可插拔模块和转换器之间通过TTL连接。
本实施例的模块化协议转换控制终端还具有线路故障识别功能，可自动识别下行通讯接口是否正常，对于自身管理的燃气计量表，如果连续多天未收到该表的数据，模块化协议转换控制终端将该表置为通讯故障。
本实用新型的燃气扩频远程抄表系统的实施例
如图2所示，本实施例的抄表系统包括远程控制中心6、集中器7、模块化协议转换控制终端及燃气计量表，其中远程控制中心6与集中器7之间采用GPRS方式通信，模块化协议转换控制终端采用上述实施例中所述的模块化协议转换控制终端，因此，集中器7可以通过RS485/扩频无线/LoRaWAN/NB-IOT/M-BUS方式与模块化协议转换控制终端通信，燃气计量表通过RF射频通信方式与模块化协议转换控制终端通信。
本实施例的抄表系统的工作过程是：模块化协议转换控制终端收到集中器下发的远程开阀或关阀命令时，实时给RF无线计量表(燃气计量表)下发控阀命令，RF无线计量表正常应答之后，回复集中器控阀成功。收到集中器抄实时数据时，模块化协议转换控制终端即时和RF无线计量表进行通讯，并把RF无线计量表回复的数据回传给集中器，集中器可以通过GPRS方式将数据传输给远程控制中心；集中器既可通过模块化协议转换控制终端实时抄收RF无线计量表数据，也可抄收转换器内存储的表数据。