Необходимое аппаратное и программное обеспечение

Чтобы запустить этот пример с помощью зарегистрированных данных из файла, вам нужно следующее программное обеспечение:

Чтобы получить сигналы в режиме реального времени, вам также нужно одно из следующих устройств SDR и соответствующего Дополнения пакета поддержки:

Для полного списка Communications Toolbox поддерживаемые платформы SDR обратитесь к разделу Supported Hardware страницы открытия Программно определяемого радио (SDR).

Фон

Автоматическое чтение счетчика (AMR) является технологией, которая автономно собирает данные о потреблении и состоянии из коммунальных счетчиков (например, электрических, газовых, или водяных счетчиков) и поставляет данные коммунальным провайдерам в тарификационных или аналитических целях. Система AMR использует сообщения радиочастоты (RF) малой мощности, чтобы передать показания счетчика к удаленному приемнику. Условия распространения радиочастот учитываются

SCM и IDM являются двумя типами предусмотренных сообщений, которые отсылают счетчики. Пакеты SCM используются с фиксированной длиной 96 битов, тогда как пакеты IDM используются с фиксированной длиной 736 битов. Формат пакета SCM и сообщений IDM показан ниже [1]:

Метры, способные к отправке и SCM и сообщения IDM, передают их на том же канале с разделением примерно 275 мс. Каждый метр передает SCM и сообщения IDM по нескольким частотам с помощью скачкообразно двигающегося шаблона. Фактические частоты передачи, шаблон скачкообразного движения частоты и временной интервал между передачами случайны, чтобы избежать интерференции от других передач.

Запустите пример

Чтобы запустить пример, введите AMRExample в Командном окне MATLAB®.

Исходным значением по умолчанию сигнала является 'Файл'. Чтобы задать различный источник сигнала, измените настройки для signalSource в helperAMRInit.m файле. Допустимые опции для signalSource 'Файл', 'RTL-SDR' и 'PlutoSDR'.

Когда вы запускаете пример:

Получатель инициализирует параметры симуляции и вычисляет параметры AMR. Отображение средства просмотра данных показывает ID метра, информацию о потреблении и товарный тип. Цикл симуляции вызывает источник сигнала, физический уровень, синтаксический анализатор сообщения и средство просмотра данных. Цикл обработки отслеживает радио-время с помощью длительности системы координат. * Отображение обновляется для каждого сбора данных, показывая уникальные идентификаторы метра с последней информацией о потреблении.

Инициализируйте Параметры, Допустимыми входными параметрами для signalSource является 'Файл', 'RTL-SDR' и 'ADALM-PLUTO'

signalSource = 'File';
initParam = helperAMRInit(signalSource);

% Calculate AMR system parameters based on the initialized parameters
[amrParam, sigSrc] = helperAMRConfig(initParam);

% Create the data viewer object
viewer = helperAMRViewer('MeterID', initParam.MeterID, ...
  'LogData', initParam.LogData, ...
  'LogFilename', initParam.LogFilename, ...
  'Fc', amrParam.CenterFrequency, ...
  'SignalSourceType', initParam.SignalSourceType);

start(viewer);
radioTime = 0; % Initialize the radio time

% Main Processing Loop
while radioTime < initParam.Duration
  rcvdSignal = sigSrc();
  amrBits = helperAMRRxPHY(rcvdSignal, amrParam);
  amrMessages = helperAMRMessageParser(amrBits, amrParam);
  update(viewer, amrMessages);
  radioTime = radioTime + amrParam.FrameDuration;
end

stop(viewer); % Stop the viewer
release(sigSrc); % Release the signal source

Структура получателя кода

Блок-схема обобщает структуру получателя кода. Обработка имеет четыре основных части: Источник Сигнала, Физический уровень, передает Средство просмотра Синтаксического анализатора и Данных.

Источник сигнала

Этот пример может использовать три источника сигнала:

Если вы присваиваете ''RTL-SDR'' или ''ADALM-PLUTO'' как источник сигнала, пример ищет ваш компьютер радио, вы задали, или радио RTL-SDR в радиообращении '0' или радио ADALM-PLUTO в радиообращении 'usb:0' и используете его в качестве источника сигнала.

Физический уровень

Основополосные выборки, полученные от источника сигнала, обрабатываются физическим уровнем (PHY), чтобы произвести пакеты, которые содержат SCM или информацию IDM. Эта схема показывает, что физический уровень получает обработку.

Радио RTL-SDR способно к использованию уровня выборки в области значений 225-300 кГц или 900-2560 кГц, и радио ADALM-PLUTO способно к использованию уровня выборки в области значений 520 kHz-61.44 МГц. Уровень выборки 1.0 членов Шотландского парламента используется, чтобы произвести достаточное число выборок на закодированный бит данных Манчестера. Для каждой частоты в скачкообразно двигающемся шаблоне передается каждый пакет данных о AMR. Скачкообразное движение частоты допускает увеличенную надежность в зависимости от времени. Поскольку каждый пакет передается на каждом транзитном участке частоты, достаточно контролировать только одну частоту для этого примера. Радио настраивается на центральную частоту 915 МГц для целого времени выполнения симуляции.

Полученные комплексные выборки являются амплитудой, демодулируемой путем извлечения их величины. Релейное включенное Манчестерское кодирование подразумевает, что битный блок выбора включает восстановление тактового сигнала. Эти выходные последовательности битов блока (игнорирующий время простоя в передаче), которые впоследствии проверяются на известную преамбулу. Если преамбула соответствует, последовательность битов далее декодируется, в противном случае, это отбрасывается, и следующая последовательность обрабатывается.

Когда известная преамбула SCM найдена некоторое время последовательностью, полученные биты сообщения декодируются с помощью сокращенного (255,239) код BCH, который может откорректировать до двухбитовых ошибок. В случае, где известная преамбула IDM найдена, получатель выполняет контроль циклическим избыточным кодом (CRC) порядкового номера метра и целого пакета, запускающегося в Пакетном типе (5-й байт), чтобы определить, допустим ли пакет. Допустимые, откорректированные сообщения передаются на синтаксический анализатор сообщения AMR.

Передайте синтаксический анализатор

Для допустимого сообщения биты затем анализируются в определенные поля SCM или формата IDM.

Средство просмотра данных

Средство просмотра данных показывает декодируемые пакеты на отдельной фигуре MATLAB. Для каждого успешно декодируемого пакета, ID метра, товарного типа, пакетного типа AMR, информации о потреблении и время получения показан. Когда данные собираются и декодируются, списки приложений информация, декодируемая из этих сообщений в табличной форме. Таблица приводит только уникальные идентификаторы метра с их последней информацией о потреблении.

Можно также изменить ID метра и запустить логгирование текстового файла с помощью средства просмотра данных.

Дальнейшее исследование

Файл данных, сопровождающий пример, имеет чтение только одного метра и был получен на центральной частоте 915 МГц. Используя RTL-SDR или ADALM-PLUTO, пример отобразит показания от нескольких метров, когда это будет запущено в течение более длинного периода в жилом окружении.

Можно далее исследовать сигналы AMR с помощью пользовательского интерфейса AMRExampleApp. Это приложение позволяет вам выбирать источник сигнала и изменять центральную частоту RTL-SDR или ADALM-PLUTO. Чтобы запустить приложение, введите AMRExampleApp в Окне Команды MATLAB или щелкните по ссылке. Этот пользовательский интерфейс показывают в следующем рисунке

Можно также исследовать следующие функции для деталей физического уровня, форматов сообщения AMR:

Версия примера, который работает с несколькими радио, является amrMultipleRadios.m. Это позволяет вам исследовать шаблоны транзитного участка частоты на метр путем установки различных центральных частот на радио-доступное устройство. Скрипт установлен для двух радио, но может быть расширен для любого номера.

Выбранная библиография