基于WSN的燃氣表自動(dòng)抄表系統設計

集中器采用市電供電，帶有備用鋰電池。穩壓芯片采用LM1117；處理器采用三星公司的S3C2440A，主頻為400 MHz，最高可達533 MHz，該處理器功耗極低，片上資源豐富；射頻芯片采用Noridic公司的SI4432；存儲模塊有兩個(gè)部分：SDRAM和FLASH，兩塊容量為32 MB，16位數據線(xiàn)的SDRAM并行組成32位，直接與處理器相連，用以運行程序，FLASH為64 MB的NND FLASH；LCD為7寸真彩色TFT液晶屏。

4 系統軟件設計
系統軟件是基于IAR Embedded Workbench平臺，采用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，主要包括燃氣表智能終端、采集器、集中器三個(gè)部分。
4．1 燃氣表智能終端的設計
燃氣表智能終端主要和采集器以及手持抄表器進(jìn)行通信。系統上電后首先初始化硬件，然后向采集器發(fā)送注冊請求，之后根據收到的指令完成相應的工作，流程圖如圖3所示。

4．2 采集器軟件設計
采集器作為數據傳輸的中樞，為了降低系統的整體功耗，采用了變頻的方法。數據在一級網(wǎng)絡(luò )和二級網(wǎng)絡(luò )中傳輸時(shí)采用不同的頻點(diǎn)。采集器在進(jìn)行初始化后配置相應的參數，然后向集中器發(fā)送路由請求，構建自組織網(wǎng)絡(luò )。組網(wǎng)完成后切換頻率，保持和采集器在同一個(gè)頻率，進(jìn)入接收模式，等待來(lái)自集中器的指令。
4．3 集中器軟件設計
集中器作為小區內的數據匯聚節點(diǎn)，向上通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )與監控中心通信；向下通過(guò)自組織網(wǎng)絡(luò )與采集器和燃氣表終端通信。系統上電后，首先進(jìn)行硬件初始化，配置相應的寄存器參數，隨GPRS模塊和無(wú)線(xiàn)射頻模塊都進(jìn)入接收模式。主要完成兩個(gè)任務(wù)：等待采集器初始化后，發(fā)送路由請求，完成自組網(wǎng)；等待監控中心發(fā)送的指令。監控中心在每次抄表之前都要首先和集中器進(jìn)行校時(shí)，校時(shí)結束后集中器再和采集器進(jìn)行校時(shí)，以保證整個(gè)抄表網(wǎng)絡(luò )的時(shí)間同步。若收到監控中心的抄表指令，則把相應的指令發(fā)送到采集器，完成單個(gè)抄表，局部抄表以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò )抄表。

5 結語(yǔ)
本文提出的自動(dòng)抄表系統將燃氣表直讀技術(shù)、無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)和GPRS網(wǎng)絡(luò )結合起來(lái)，實(shí)現遠程集中抄表。系統設計優(yōu)先考慮低功耗，燃氣表智能終端采用了先進(jìn)的電源管理模式，同時(shí)一級網(wǎng)絡(luò )和二級網(wǎng)絡(luò )采用不同的頻率，減少了彼此間的干擾，延長(cháng)了電池的使用壽命，提高了系統的可靠性。采集器與燃氣表智能終端以無(wú)線(xiàn)方式通信，無(wú)需人工布線(xiàn)，布置靈活，后期容易維護。目前，該系統已在南通市崇川區部分小區使用，實(shí)踐證明該系統穩定可靠，易于實(shí)現，布置靈活，實(shí)用性強，并可適用于水表、電表等。