主要内容

在Simulink自动抄表金宝app

本示例向您展示如何使用Simulink®和Communication金宝apps Toolbox™通过处理由仪表发出的标准消费消息(SCM)或间隔数据消息(IDM)信号来读取公用设施仪表。您可以使用来自文件的记录数据,也可以使用RTL-SDR Radio或ADALM-PLUTO Radio实时接收空中信号。

所需硬件和软件

要使用从文件中记录的数据运行这个示例,您需要以下软件:

  • 金宝app

  • 通信工具箱™

为了实时接收信号,您还需要以下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ADALM-PLUTO无线电通信工具箱支持包金宝app

的“通信工具箱”中支持的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

简介

有关用于抄表的SCM/IDM信令方案和AMR技术的介绍,请参见自动抄表MATLAB®中的示例。

接收机模型结构

下面的方框图总结了接收器的结构。该处理过程有四个主要部分:信号源、物理层、消息解析器和数据查看器。

信号源

这个例子可以使用三个信号源:

  1. “文件”:无线信号写入文件并使用基带文件阅读器块在1.0 Msps

  2. “RTL-SDR无线电”:采样速率为1.0 Msps的RTL-SDR无线电

  3. “ADALM-PLUTO Radio”:ADALM-PLUTO无线电,采样速率为1.0 Msps

如果您指定“RTL-SDR”或“ADALM-PLUTO”作为信号源,示例将在计算机中搜索您指定的无线电,在无线电地址‘0’的RTL-SDR无线电或在无线电地址‘usb:0’的ADALM-PLUTO无线电,并使用该无线电作为信号源。

物理层

物理层(PHY)处理从信号源接收的基带样本,以产生包含SCM或IDM信息的包。该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,都将传输每个AMR数据包。跳频允许随着时间的推移提高可靠性。由于每个数据包都在每个频率跳点上传输,因此在本例中只监视一个频率就足够了。在整个模拟运行时,无线电调到915 MHz的中心频率。

通过提取复样的幅值,对接收到的复样进行振幅解调。开-关键曼彻斯特编码暗示所述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,则进一步解码该位序列,否则将丢弃并处理下一个序列。

当为位序列找到已知的SCM序文时,接收到的消息位将使用缩短的(255,239)BCH码进行解码,该代码最多可以纠正两个比特错误。在已知IDM前导被发现的情况下,接收端对仪表序列号和从数据包类型(第5字节)开始的整个数据包执行循环冗余检查(CRC),以确定数据包是否有效。正确的有效消息被传递到AMR Message解析器。

消息解析器

对于有效的消息,然后将这些位解析为IDM或SCM格式的特定字段。这个例子可以解析SCM格式和IDM格式。

数据查看器

数据查看器在用户界面上显示已解码的SCM或IDM消息。对于每个成功解码的SCM/IDM,显示商品类型、仪表ID、消费信息和捕获时间。随着数据的捕获和解码,应用程序将以表格形式列出从这些消息解码的信息。该表只列出了唯一的仪表id及其最新的消费信息。

您还可以更改仪表ID,并使用用户界面启动文本文件记录。

  • 计ID—默认值:0,用于显示所有检测到的仪表。您可以输入特定仪表的ID,只显示该仪表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。

此图显示用户界面中显示的仪表读数。

进一步的探索

该示例附带的数据文件只有一个仪表读数,并且是在915 MHz的中心频率上捕获的。使用RTL-SDR或ADALM-PLUTO无线电,当它在居民区运行较长时间时,示例将显示来自多个仪表的读数。

方法可以进一步探索AMR信号AMR金宝appSimulinkExampleApp该应用程序允许您设置运行持续时间,选择信号源,改变无线电的中心频率,并运行到记录仪表读数。

选定的参考书目