必要なソフトウェアとハードウェア

ファイルから記録したデータを使用してこの例を実行するには,次のソフトウェアが必要です。

信号をリアルタイムで受信するには,以下の特别提款权デバイスのいずれかと,対応するサポートパッケージアドオンも必要です。

通信工具箱でサポートされる特别提款权プラットフォームのすべてのリストについては,ソフトウェア無線機(SDR)情報ページのサポートされているハードウェアの節を参照してください。

背景

メーターの自動読み取り(AMR)は公共事業メーター(電気,ガス,水道のメーターなど)から消費データとステータスデータを自動的に収集し,そのデータを請求や解析目的のためにユーティリティプロバイダーに送信する技術です。AMRシステムはパワーの低い無線周波数(RF)通信を利用して,メーターの測定値をリモート受信機に送信します。射频伝送のプロパティには,以下が含まれます。

SCMとIDMはメーターが送信する2種類の通常のメッセージタイプです。96年SCMパケットはビットの固定長で使用されるのに対し,IDMパケットは736ビットの固定長で使用されます。SCMメッセージとIDMメッセージのパケット形式を以下に示します[1]。

SCMメッセージとIDMメッセージの両方を送信できるメーターは,約275 msの間隔でこれらを同じチャネルで送信します。各メーターは,ホッピングパターンを使用して複数の周波数でSCMメッセージとIDMメッセージを送信します。実際の送信周波数,周波数ホッピングパターン,および送信間の時間間隔は,他の送信との干渉を避けるためにランダムに選ばれます。

例の実行

例を開いて実行するには,(打开脚本)ボタンを選択します。

信号ソースの既定は‘文件’です。異なる信号ソースを指定するには,helperAMRInit.mファイルのsignalSourceの設定を変更します。signalSourceの有効なオプションは,‘文件’,‘RTL-SDRおよび‘PlutoSDRです。

例を実行すると,以下が行われます。

受信機はシミュレーションパラメーターを初期化し,AMRパラメーターを計算します。データビューアー表示には,メーターID、消費情報,および商品の種類が示されます。シミュレーションループで,信号ソース,物理層,メッセージパーサー,およびデータビューアーを呼び出します。処理ループは,フレーム時間を使用して無線時間を追跡します。*データの取得ごとに表示が更新され,最新の消費情報と一意のメーターIDが表示されます。

signalSourceに入力する初始化参数有效は‘文件’,‘RTL-SDRおよび‘ADALM-PLUTOです。

signalSource =“文件”；initParam = helperAMRInit (signalSource);%根据初始化参数计算AMR系统参数[amrParam, sigSrc] = helperAMRConfig (initParam);%创建数据查看器对象观众= helperAMRViewer (“MeterID”, initParam。MeterID,．..“LogData”, initParam。LogData,．..“LogFilename”, initParam。LogFilename,．..“俱乐部”, amrParam。CenterFrequency,．..“SignalSourceType”, initParam.SignalSourceType);开始(观众);radioTime = 0;%初始化无线电时间%主处理循环而radioTime < initParam。rcvdSignal = sigSrc();amrBits = helperAMRRxPHY (rcvdSignal amrParam);amrMessages = helperAMRMessageParser (amrBits amrParam);更新(观众、amrMessages);radioTime = radioTime + amrparameter . frameeduration;结束停止(观众);停止查看器释放(sigSrc);%释放信号源

受信機コードの構造

このフローチャートは,受信機コードの構造をまとめています。処理には4つの主要な部分があります。信号ソース、物理層、メッセージ パーサー、およびデータ ビューアー。

信号ソース

この例では3つの信号ソースを使用できます。

“RTL-SDRまたは“ADALM-PLUTOを信号ソースとして割り当てる場合,例は,指定した無線機(無線アドレス' 0 'のRTL-SDR無線機または無線アドレス的usb: 0のADALM-PLUTO無線機のいずれか)のコンピューターを検索し,信号ソースとして使用します。

物理層

信号ソースから受信したベースバンドサンプルは物理層(体育)によって処理され,SCM情報またはIDM情報を含むパケットが生成されます。この図は,物理層の受信処理を示しています。

RTL-SDR無線機は,225 - 300千赫または900 - 2560千赫の範囲のサンプリングレートを使用できます。ADALM-PLUTO無線機は520 khz - 61.44 MHzの範囲のサンプリングレートを使用できます.1.0议员のサンプリングレートは,マンチェスター符号化されたデータビットごとに十分なサンプル数を作成するために使用されます。ホッピングパターンの各周波数では,すべてのAMRデータパケットが送信されます。周波数ホッピングは,時間の経過ともに信頼性を向上することができます。すべてのパケットが各周波数ホップに送信されるため、この例では 1 つの周波数を監視するだけで十分です。無線機の中心周波数は、全区間のシミュレーション ランタイムに対して 915 MHz に調整されます。

受信した複素数サンプルは,振幅の抽出により振幅復調されます。オン——オフキーをもつマンチェスター符号化は,ビット選択ブロックにクロックリカバリが含まれることを意味します。このブロックは,ビットシーケンス(送信でのアイドル時間を無視)を出力し,引き続き既知のプリアンブルについて確認されます。プリアンブルが一致すると,ビットシーケンスがさらに復号化されます。そうでない場合は,破棄され,次のシーケンスが処理されます。

ビットシーケンスで既知のSCMプリアンブルが検出された場合,受信したメッセージビットは2ビット誤りまで修復可能な短縮された(255239)BCH符号を使用して復号化されます。既知のIDMプリアンブルが検出された場合,受信機はメーターのシリアル番号と,数据包类型(5番目のバイト)から始まるパケット全体の巡回冗長検査(CRC)を実行して,パケットが有効かどうかを検証します。有効な修正されたメッセージが,AMRメッセージパーサー上で渡されます。

メッセージパーサー

有効なメッセージの場合,次にビットがSCMまたはIDM形式の特定のフィールドとして解析されます。

データビューアー

データビューアーでは,別のMATLAB图に復号化されたパケットが表示されます。正常に復号化されたパケットごとに,メーターID、商品の種類,AMRパケットタイプ,消費情報および取得時間が表示されます。データが取得され復号化されるたびに,アプリケーションでは,これらのメッセージから復号化された情報が表形式で一覧表示されます。表には,一意のメーターIDと最新の消費情報のみが表示されます。

また,メーターIDを変更して,データビューアーを使用してテキストファイルのログ記録を開始することもできます。

その他の調査

この例に付属するデータファイルには,1つのメーターの測定値しかなく,915 MHzの中心周波数で取得されています。RTL-SDRまたはADALM-PLUTOを使用して,この例を住宅街で長時間にわたって実行すると,複数のメーターの測定値が表示されます。

AMRExampleAppユーザーインターフェイスを使用して,AMR信号をさらに調査することができます。このアプリでは,信号ソースを選択して,RTL-SDRまたはADALM-PLUTOの中心周波数を変更できます。このリンクは,下に示しているAMRExampleAppアプリを起動します。

物理層,AMRメッセージ形式の詳細については,次の関数も参照してください。

複数の無線機を利用する場合の例については,amrMultipleRadios.mを参照してください。これにより,使用可能な無線デバイスごとに異なる中心周波数を設定して,1つのメーターの周波数ホップパターンを調べることができます。スクリプトは2つの無線用に設定されていますが,任意の数に拡張できます。

参考文献