此示例演示如何使用Simulink®和通信工具箱™ 通过处理仪表发出金宝app的标准消耗信息(SCM)或间隔数据信息(IDM)信号来读取公用事业仪表。您可以使用文件中记录的数据,也可以使用RTL-SDR无线电或ADALM-PLUTO无线电实时接收空中信号。
要使用文件中的记录数据运行此示例,需要以下软件:
金宝app
通信工具箱™
为了实时接收信号,还需要以下SDR设备之一和相应的支持包Add-On:金宝app
RTL-SDR无线电和相应的RTL-SDR无线电通信工具箱支持包金宝app
ADALM-PLUTO无线电和相应的通信工具箱支持包ADALM-PLUTO无线电金宝app
有关“通信工具箱支持的SDR平台”的完整列表,请参阅“支持的硬件”一节金宝app软件定义无线电(SDR)发现页面.
有关单片机/IDM信令方案和抄表AMR技术的介绍,请参阅自动抄表在MATLAB®。
下面的框图总结了接收器结构。处理包括四个主要部分:信号源、物理层、消息解析器和数据查看器。
信号源
此示例可以使用三个信号源:
“文件”:将无线信号写入文件并使用基带文件阅读器以1.0毫秒/秒的速度阻塞
“RTL-SDR无线电”:采样率为1.0 Msps的RTL-SDR无线电
“ADALM-PLUTO Radio”:ADALM-PLUTO Radio at a sample rate of 1.0 Msps
如果将“RTL-SDR”或“ADALM-PLUTO”指定为信号源,则该示例将在计算机中搜索您指定的无线电,无线电地址为“0”的RTL-SDR无线电或无线电地址为“usb:0”的ADALM-PLUTO无线电,并将该无线电用作信号源。
物理层
物理层(PHY)处理从信号源接收的基带样本,以生成包含SCM或IDM信息的数据包。此图显示了物理层接收处理。
RTL-SDR无线电能够使用225-300 kHz或900-2560 kHz范围内的采样率,ADALM-PLUTO无线电能够使用520 kHz-61.44 MHz范围内的采样率。1.0 Msps的采样率用于为每个曼彻斯特编码数据位产生足够数量的样本。对于跳频模式中的每个频率,发送每个AMR数据分组。跳频允许随着时间的推移提高可靠性。由于每个数据包在每个频率跳上传输,因此在本例中仅监视一个频率就足够了。在整个模拟运行期间,收音机被调谐到915 MHz的中心频率。
通过提取复采样的幅值,对接收到的复采样进行幅值解调。开关键控曼彻斯特编码意味着位选择块包括时钟恢复。这个块的输出是位序列(忽略传输中的空闲时间),随后检查已知的前导。如果前导匹配,则进一步解码位序列,否则丢弃该位序列并处理下一个序列。
当为位序列找到已知的SCM前导码时,使用缩短的(255239)BCH码对接收到的消息位进行解码,该BCH码最多可纠正两位错误。在发现已知IDM前导码的情况下,接收机对仪表序列号和从分组类型(第5字节)开始的整个分组执行循环冗余校验(CRC),以确定分组是否有效。有效、更正的消息传递到AMR消息解析器。
消息解析器
对于有效消息,这些位随后被解析为IDM或SCM格式的特定字段。此示例可以分析SCM格式和IDM格式。
数据阅读器
数据查看器在用户界面上显示解码的SCM或IDM消息。对于每一个成功解码的SCM/IDM,都会显示商品类型、仪表ID、消费信息和捕获时间。在捕获和解码数据时,应用程序以表格形式列出从这些消息解码的信息。该表只列出惟一的仪表id及其最新消费信息。
您还可以使用用户界面更改仪表ID并开始文本文件日志记录。
仪表ID—默认值:0
,保留用于显示所有检测到的仪表。您可以输入特定仪表的ID以仅显示该仪表ID的读数。
将数据记录到文件—将解码后的消息保存为TXT文件。您可以使用保存的数据进行后期处理。
此图显示了用户界面显示的仪表读数。
该示例附带的数据文件只有一个仪表读数,并且已在915 MHz的中心频率下捕获。使用RTL-SDR或ADALM-PLUTO无线电,当在居民区运行较长时间时,该示例将显示多个仪表的读数。
您可以使用AMR金宝appSimulinkExampleApp应用程序。该应用程序允许您设置跑步持续时间、选择信号源、更改收音机的中心频率以及跑步记录仪表读数。