一種基于自組網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)抄表系統研制
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4 系統的軟件設計
本研究設計的抄表系統采用被動(dòng)抄表的方式，其自動(dòng)抄表系統是由一個(gè)中心節點(diǎn)和數目眾多的傳感器節點(diǎn)組成，每個(gè)傳感器節點(diǎn)又包括具有傳感器功能的智能表計和采集模塊。
4．1 中心節點(diǎn)軟件實(shí)現
控制中心節點(diǎn)協(xié)調整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的工作，接收上位機傳來(lái)的命令，并按指令的要求做出相應的操作，接收無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)的數據并上傳給上位機或管理中心。自動(dòng)抄表系統采用分時(shí)分段抄表，即中心節點(diǎn)采用輪詢(xún)的方式采集各個(gè)用戶(hù)的能源用量。首先中心控制節點(diǎn)的各模塊程序進(jìn)行初始化，然后處于接收狀態(tài)，當中心節點(diǎn)收到管理中心發(fā)來(lái)的采集數據命令，首先讀取其要采集數據的節點(diǎn)的ID和采樣ID(即水、電、氣等采樣標識)，然后在其保存的路由表中查找到要采集節點(diǎn)的路由信息。在其保存的路由表中，如果有到采集節點(diǎn)即目的節點(diǎn)的路由信息，則把到目的節點(diǎn)的路由信息及采樣信息加入到采集數據分組中發(fā)送出去。
如果路由表中沒(méi)有到目的節點(diǎn)的路由信息，中心節點(diǎn)就會(huì )發(fā)起一個(gè)路由請求分組RREQ。然后中心節點(diǎn)就處于接收狀態(tài)接收消息分組，當中心節點(diǎn)收到路由響應分組RREP后，即找到到達目的節點(diǎn)的路由信息后，則把此路由信息寫(xiě)入路由表中并將其到達目的節點(diǎn)的路由標識置高，然后把路由信息加入采集命令分組中發(fā)送采集數據命令分組。
中心控制節點(diǎn)發(fā)送完數據采集命令分組之后就一直處于接收狀態(tài)，當其接收到其他傳感器節點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的采集數據，則把該用戶(hù)的能源用量信息上傳給上位機，然后上位機保存采集到的用戶(hù)的能源用量，并統計計算每戶(hù)的費用以方便收費管理。
4．2 傳感器節點(diǎn)軟件
無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)主要負責采集小區用戶(hù)的能源表計的用量，并把采集到的數據上傳給中心節點(diǎn)或作為路由器轉發(fā)其他節點(diǎn)的數據信息。由于本系統采用被動(dòng)抄表方式，所以每個(gè)傳感器節點(diǎn)只有收到發(fā)給自己的采集數據命令時(shí)才會(huì )采集該節點(diǎn)的數據信息。當有新用戶(hù)使用智能表計記錄自己的能源用量即有新節點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò )，首先發(fā)送加入網(wǎng)絡(luò )的消息，其成功加入網(wǎng)絡(luò )后就跟其他的節點(diǎn)一樣處于接收狀態(tài)，接收中心節點(diǎn)和其他節點(diǎn)發(fā)來(lái)的消息分組。
當傳感器節點(diǎn)各個(gè)部分初始化之后，Si1010就進(jìn)入接收狀態(tài)，監測信道并接收其他節點(diǎn)發(fā)送的消息分組。每個(gè)節點(diǎn)根據其收到的不同的消息分組，將進(jìn)行不同的處理。當收到其他節點(diǎn)發(fā)送來(lái)的數據采集命令時(shí)，其首先判斷是否是發(fā)給自己的數據采集命令，如果不是發(fā)給自己的采集數據命令，直置發(fā)送狀態(tài)，則其按分組中的路由信息把該分組轉發(fā)給其下一跳節點(diǎn)。
中心節點(diǎn)的主要作用是：接收來(lái)自其他節點(diǎn)的數據，并對數據進(jìn)行校正、融合等處理，然后發(fā)給管理節點(diǎn)；接收管理節點(diǎn)所發(fā)的指令，確定節點(diǎn)工作狀態(tài)。其基本工作流程如圖4所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/155095.htm
5 結論
本項目研究一種基于小區的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)抄表系統，其創(chuàng )新點(diǎn)主要有：
(1)對系統中控制中心節點(diǎn)和無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)的硬件進(jìn)行全新設計，采用最新的MCU+RF一體化集成方案芯片Si1010，與雙芯片解決方案相比，單芯片方案的封裝尺寸與PCB空間均縮小50％，既降低了芯片本身的成本也降低了終端解決方案的成本。集成方案由于已經(jīng)集成了射頻功能，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程，降低了終端的開(kāi)發(fā)難度。
(2)采用CFDA微蜂窩式固定無(wú)線(xiàn)數據接入平臺實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的自組織功能，每個(gè)傳感器節點(diǎn)根據所處的位置關(guān)系可形成一個(gè)多跳的鏈式網(wǎng)絡(luò )，節點(diǎn)可隨時(shí)加入或退出網(wǎng)絡(luò )而不影響網(wǎng)絡(luò )正常工作。
(3)中國國家無(wú)線(xiàn)電管理委員會(huì )已經(jīng)將原來(lái)模擬電視的470～510 MHz頻段釋放用于民用計量，這對于Sub-GHz系統在中國無(wú)線(xiàn)抄表市場(chǎng)上的應用也是好消息。目前支持Sub-GHz的解決方案有Silicon Labs的Si10xx系列平臺和TI的CC430平臺等，Si10xx平臺支持240～960 MHz頻率。開(kāi)發(fā)的無(wú)線(xiàn)抄表系統符合新規，而符合新規的產(chǎn)品處于剛起步階段，具有巨大的市場(chǎng)潛力。
(4)編程實(shí)現按需DSR路由協(xié)議，可及時(shí)準確地找到到達數據采集節點(diǎn)的最佳路由信息，實(shí)現了快速準確抄表。系統在測試中獲得了良好的效果，該系統具有結構簡(jiǎn)單、工作可靠、功耗低、通信成本低等優(yōu)點(diǎn)，達到了產(chǎn)品設計要求。
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