Необходимое аппаратное и программное обеспечение

Чтобы запустить этот пример с использованием записанных данных из файла, вам нужно следующее программное обеспечение:

Для приема сигналов в режиме реального времени необходимо также одно из следующих устройств SDR и соответствующий пакет поддержки дополнение:

Полный список платформ SDR, поддерживаемых Communications Toolbox, см. в разделе «Поддерживаемые аппаратные средства» страницы обнаружения Программно определяемого радио (SDR).

Введение

Для получения информации о схеме сигнализации SCM/IDM и технологии AMR для чтения коммунальных счетчиков, смотрите пример автоматического считывания счетчиков в MATLAB ®.

Структура модели приемника

Следующий блок суммирует структуру приемника. Обработка состоит из четырех основных частей: Signal Source, Physical Layer, Message Parser и Data Viewer.

Источник сигнала

Этот пример может использовать три источника сигналов:

Если вы назначаете «RTL-SDR» или «ADALM-PLUTO» в качестве источника сигнала, то в примере компьютер ищет указанное вами радио или радио RTL-SDR по радио-адресу '0' или радио ADALM-PLUTO по радио-адресу 'usb: 0

Физический слой

Выборки основной полосы частот, принятые от источника сигнала, обрабатываются физическим слоем (PHY) для получения пакетов, которые содержат информацию SCM или IDM. Эта схема показывает обработку приема физического слоя.

Радио RTL-SDR способно использовать частоту дискретизации в области значений 225-300 кГц или 900-2560 кГц, а радио ADALM-PLUTO способно использовать частоту дискретизации в области значений 520 kHz-61.44 МГц. Частота дискретизации 1,0 Msps используется, чтобы получить достаточное количество выборок на бит закодированных данных Манчестер. Для каждой частоты в шаблоне скачкообразного изменения передается каждый пакет данных AMR. Скачкообразное изменение частоты позволяет повысить надежность с течением времени. Поскольку каждый пакет передается на каждом скачке частоты, достаточно контролировать только одну частоту для этого примера. Радио настраивается на центральную частоту 915 МГц для всего времени выполнения симуляции.

Полученные комплексные выборки демодулируются амплитудой путем извлечения их величины. Включенное кодирование Манчестер подразумевает, что блок выбора битов включает в себя восстановление синхроимпульса. Выходом этого блока являются битовые последовательности (игнорирующие время простоя в передаче), которые впоследствии проверяются на известную преамбулу. Если преамбула совпадает, битовая последовательность дополнительно декодируется, в противном случае она отбрасывается и обрабатывается следующая последовательность.

Когда для битовой последовательности найдена известная преамбула SCM, принятые биты сообщения декодируются с использованием укороченного (255 239) кода BCH, который может исправлять до двух битовых ошибок. В случае, когда найдена известная преамбула IDM, приемник выполняет циклическую проверку избыточности (CRC) серийного номера счетчика и всего пакета, начиная с типа пакета (5-й байт), чтобы определить, является ли пакет действительным. Действительные исправленные сообщения передаются в анализатор сообщений AMR.

Анализатор сообщений

Для действительного сообщения биты затем анализируются в конкретные поля формата IDM или SCM. В этом примере можно проанализировать как формат SCM, так и формат IDM.

Средство просмотра данных

Средство просмотра данных показывает декодированные сообщения SCM или IDM на пользовательском интерфейсе. Для каждого успешно декодированного SCM/IDM показаны тип товара, идентификатор счетчика, информация о потреблении и время захвата. Когда данные захватываются и декодируются, приложение перечисляет информацию, декодированную из этих сообщений, в табличной форме. В таблице перечислены только уникальные идентификаторы счетчиков с их последней информацией о потреблении.

Можно также изменить идентификатор счетчика и начать логгирование текстовых файлов с помощью пользовательского интерфейса.

На этих рисунках показаны показания счетчика, отображенные в пользовательском интерфейсе.

Дальнейшие исследования

Файл данных, сопровождающий пример, имеет только одно считывание счетчика и был захвачен в центральной частоте 915 МГц. Используя радио RTL-SDR или ADALM-PLUTO, пример будет отображать показания от нескольких метров, когда он запускается в течение более длительного периода в жилом районе.

Можно дополнительно исследовать сигналы AMR с помощью приложения AMRExampleApp. Приложение позволяет вам задать длительность запуска, выбрать источник сигнала, изменить центральную частоту радио и запустить, чтобы логгировать показания счетчика.

Избранная библиография