專利名稱：一種基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的無線抄表系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的無線抄表系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動抄表技術(shù)，特別是一種基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的無線抄表系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]最近幾年，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，新興出現(xiàn)了基于GPRS或GSM業(yè)務(wù)的遠(yuǎn)程無線抄 表，采集的電表數(shù)據(jù)匯集到集中器，或者直接安裝GPRS智能電表，通過中國移動的GSM公網(wǎng) 或GPRS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，最終傳送到配電中心。其實(shí)時性強(qiáng)、建設(shè)成本低、通信費(fèi)用 低等特點(diǎn)使其成為現(xiàn)今主流的遠(yuǎn)程抄表方式。[0003]遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)上行通信(集中器到計算機(jī))方案已比較成熟，下行信道(集中 器到采集器)通信方式目前沒有比較成熟穩(wěn)定的技術(shù)，主要分為有線抄表方式、基于電力載 波技術(shù)(PLC)方式和基于無線技術(shù)方式，其中以無線方式發(fā)展最快。這類方式的關(guān)鍵技術(shù)在 于采用合理的組網(wǎng)算法建立能夠自組織、自愈的無線網(wǎng)絡(luò)，即能夠自動識別節(jié)點(diǎn)的入網(wǎng)和 退出、自行建立路由、能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓x擇最優(yōu)路徑。在這方面，目前很少有公司產(chǎn) 品能達(dá)到這些要求，要不就是組網(wǎng)方式簡單不夠靈活、要不就是根本不能形成有效的路由。[0004]此外，工信部無(2005 ) 423號關(guān)于發(fā)布《微功率(短距離)無線電設(shè)備的技術(shù)要求》 的通知，規(guī)定在滿足傳輸數(shù)據(jù)時，其發(fā)射機(jī)工作時間不超過5秒的條件下，470 - 510MHz頻 段可作為民用無線電計量儀表使用頻段。而目前下行通信采用射頻無線抄表的較成熟的產(chǎn) 品大多是433Mhz，不在新規(guī)范圍內(nèi)，各廠家亦正在積極研制符合新規(guī)的產(chǎn)品?；赯igbee 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的方案，其大多使用ISM 2.4G免費(fèi)頻段，但其單節(jié)點(diǎn)間傳送距離受限。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提出了 一種基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的無 線抄表系統(tǒng)，其主要針對小區(qū)三表集抄系統(tǒng)中的下行信道，研究一種新的既可靠，又經(jīng)濟(jì)、 方便安裝的抄表系統(tǒng)。[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:[0007]—種基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的無線抄表系統(tǒng)，包括位于最上層的綜合應(yīng)用層、位于中 間層的數(shù)據(jù)管理層，所述無線抄表系統(tǒng)還包括位于最底層的數(shù)據(jù)應(yīng)用層，其通過GPRS無線 移動網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)管理層通訊連接，所述數(shù)據(jù)應(yīng)用層包括有若干傳感器節(jié)點(diǎn)、所述的若 干傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成全路由、網(wǎng)絡(luò)狀的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其組網(wǎng)方式采取CFDA微蜂窩式固 定無線數(shù)據(jù)接入平臺。[0008]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述的每個傳感器節(jié)點(diǎn)包括具有傳感功能的智能能源 表計和數(shù)據(jù)采集模塊。[0009]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述的若干傳感器節(jié)點(diǎn)分為一個中心節(jié)點(diǎn)和若干分布 節(jié)點(diǎn)，其中所述中心節(jié)點(diǎn)構(gòu)成抄表系統(tǒng)集中器，所述分布節(jié)點(diǎn)構(gòu)成抄表系統(tǒng)采集器。[0010]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，優(yōu)選地，所述微控單元及收發(fā)模塊采取SilOlO芯片，SilOxx系列芯片平臺支持24(Γ960ΜΗζ頻率。開發(fā)的無線抄表系統(tǒng)符合新規(guī)，具有巨大的市場潛力。[0011]本實(shí)用新型帶來的有益效果有:[0012]首先，不用布線，系統(tǒng)安裝方便。本實(shí)用新型主要研究一種基于小區(qū)的無線自組網(wǎng)抄表系統(tǒng)，對抄表系統(tǒng)下行信道中控制中心節(jié)點(diǎn)和無線傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件進(jìn)行全新設(shè)計， 采用CFDA微蜂窩式固定無線數(shù)據(jù)接入平臺實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自組織功能，大大減少工程人員的勞動，保證工程的順利進(jìn)行，還縮短了系統(tǒng)商的工期，降低各種開支與工程成本。[0013]其次，克服了無線抄表受環(huán)境的影響，傳輸距離遠(yuǎn)，性能穩(wěn)定可靠。所采取的CFDA 通信路徑非常之多，兩個分布節(jié)點(diǎn)之間傳輸距離可達(dá)500米，最遠(yuǎn)距離可傳輸一公里，從根本上解決了既要是免收費(fèi)的微功率、又要傳輸遠(yuǎn)的矛盾。[0014]此外，其全路由、網(wǎng)絡(luò)狀的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的編程實(shí)現(xiàn)按需DSR路由協(xié)議，可及時準(zhǔn)確的找到到達(dá)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的最佳路由信息，實(shí)現(xiàn)了快速準(zhǔn)確抄表。


[0015]
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，[0016]附圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；[0017]附圖2是本實(shí)用新型數(shù)據(jù)應(yīng)用層結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]附圖3是本實(shí)用新型中心節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0019]小區(qū)三表集抄系統(tǒng)是指小區(qū)內(nèi)水、電、氣三表數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，一般由集中器和采集器以及通信信道與抄表軟件組成，其中集中器到抄表中心為上行信道，集中器至采集器或水電氣表間為下行信道。本實(shí)用新型即主要針對集抄系統(tǒng)中的下行信道，研究出一種新的既可靠，又經(jīng)濟(jì)與方便安裝的基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的無線抄表系統(tǒng)。[0020]結(jié)合附圖1、附圖2，整個系統(tǒng)按應(yīng)用分三層結(jié)構(gòu):最上層是綜合應(yīng)用層，其具有下載抄表任務(wù)、數(shù)據(jù)信息查看、系統(tǒng)/報表管理和收費(fèi)增值服務(wù)等功能；中間層為數(shù)據(jù)管理層，即為管理中心，其數(shù)據(jù)來源為各區(qū)域集中器、通過GPRS無線移動網(wǎng)絡(luò)接入；最底層為數(shù)據(jù)應(yīng)用層，即為各區(qū)域下行信道各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。[0021]其中所述的數(shù)據(jù)應(yīng)用層包括有若干傳感器節(jié)點(diǎn)，所述若干傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成全路由、網(wǎng)絡(luò)狀的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其組網(wǎng)方式采取CFDA微蜂窩式固定無線數(shù)據(jù)接入平臺。[0022]每個傳感器節(jié)點(diǎn)包括具有傳感功能的智能能源表計和數(shù)據(jù)采集模塊，且我們可以將任一區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)分為一個中心節(jié)點(diǎn)I和若干分布節(jié)點(diǎn)2，中心節(jié)點(diǎn)I即構(gòu)成該區(qū)域內(nèi)集抄系統(tǒng)集中器，分布節(jié)點(diǎn)2構(gòu)成該集抄系統(tǒng)采集器。每個分布節(jié)點(diǎn)2既是數(shù)據(jù)接入點(diǎn)，同時也是中繼點(diǎn)，所以這是一種全路由、網(wǎng)絡(luò)狀的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，最大的特點(diǎn)即是全路由無線接入，編程實(shí)現(xiàn)按需DSR路由協(xié)議，可及時準(zhǔn)確的找到到達(dá)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的最佳路由信息，實(shí)現(xiàn)了快速準(zhǔn)確抄表。[0023]本實(shí)用新型采取C FDA微蜂窩式固定無線數(shù)據(jù)接入平臺實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自組織功能， 其可使每個分布節(jié)點(diǎn)2根據(jù)其位置關(guān)系形成一個多跳的鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)，每個分布節(jié)點(diǎn)2可隨時加入或退出，并且這些操作不會影響到網(wǎng)絡(luò)的正常工作。零布線，使得這種系統(tǒng)安裝更加方便；通信路徑之多，使得本系統(tǒng)不僅傳輸距離遠(yuǎn)，且性能穩(wěn)定可靠；兩個分布節(jié)點(diǎn)2之間傳輸距離可達(dá)500米，最遠(yuǎn)距離可傳輸一公里，從根本上解決了既要是免收費(fèi)的微功率、又要傳輸遠(yuǎn)的矛盾。[0024]結(jié)合附圖3，所述中心節(jié)點(diǎn)I包括微控單元及收發(fā)模塊11、為其提供電源的供電模塊12和與其雙向通訊連接的串口 13。[0025]其中微控單元及收發(fā)模塊11優(yōu)先采取SilOlO芯片。SilOxx系列芯片平臺支持 24(Γ960ΜΗζ頻率。開發(fā)的無線抄表系統(tǒng)符合新規(guī)，具有巨大的市場潛力，且采用的最新一體化集成方案芯片SilOlO，與雙芯片解決方案相比，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。其還有功耗低、RF收發(fā)器輸出功率高、 無線工作距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢，是無線抄表器的絕佳選擇。[0026]傳感器節(jié)點(diǎn)采用包括有超級電容的阻容降壓供電，亦可選擇電池供電；其中的中心節(jié)點(diǎn)I可通過串口 13與PC機(jī)聯(lián)系，如收到上位機(jī)的采集命令，把采集到的數(shù)據(jù)送給PC 機(jī)并顯示出來等，故采取標(biāo)準(zhǔn)的RS232C串口提供連接，而對于分布節(jié)點(diǎn)2，則可不需要串口 13通信。[0027]在小區(qū)自動抄表系統(tǒng)中，為了區(qū)別網(wǎng)絡(luò)中每戶智能能源表計即分布節(jié)點(diǎn)，給每個節(jié)點(diǎn)首先分配一個惟一的ID信息。由于本系統(tǒng)采用被動抄表方式，所以每個傳感器節(jié)點(diǎn)只有收到發(fā)給自己的采集數(shù)據(jù)命令時才會采集該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。分布節(jié)點(diǎn)2還可作為路由器轉(zhuǎn)發(fā)其它節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。當(dāng)有新用戶使用智能能源表計記錄自己的能源用量即有新節(jié)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)后就跟其它的節(jié)點(diǎn)一樣處于接收狀態(tài)，接收中心節(jié)點(diǎn)I或其它分布節(jié)點(diǎn)2發(fā)來的消息分組。[0028]中心節(jié)點(diǎn)I發(fā)送完數(shù)據(jù)采集命令分組之后就一直處于接收狀態(tài)，當(dāng)其接收到其它分布節(jié)點(diǎn)2發(fā)送過來的采集數(shù)據(jù)，就把該用戶的能源用量信息上傳給上位機(jī)，然后上位機(jī)保存采集到的用戶的能源用量，并統(tǒng)計每戶的費(fèi)用以方便收費(fèi)管理。[0029]最后，盡管已經(jīng)參照本實(shí)用新型的具體實(shí)施例顯示和描述了本實(shí)用新型的基本情況，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)先實(shí)施 方式，只要以基本相同手段實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的無線抄表系統(tǒng)，包括位于最上層的綜合應(yīng)用層、位于中間層的數(shù)據(jù)管理層，其特征在于:所述無線抄表系統(tǒng)還包括位于最底層的數(shù)據(jù)應(yīng)用層，其通過GPRS無線移動網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)管理層通訊連接，所述數(shù)據(jù)應(yīng)用層包括有若干傳感器節(jié)點(diǎn)、所述的若干傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成全路由、網(wǎng)絡(luò)狀的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其組網(wǎng)方式采取CFDA微蜂窩式固定無線數(shù)據(jù)接入平臺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的無線抄表系統(tǒng)，其特征在于:所述的每個傳感器節(jié)點(diǎn)包括具有傳感功能的智能能源表計和數(shù)據(jù)采集模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的無線抄表系統(tǒng)，其特征在于:所述的若干傳感器節(jié)點(diǎn)分為一個中心節(jié)點(diǎn)(I)和若干分布節(jié)點(diǎn)(2)，其中所述中心節(jié)點(diǎn)(I)構(gòu)成抄表系統(tǒng)集中器，所述分布節(jié)點(diǎn)(2)構(gòu)成抄表系統(tǒng)采集器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的無線抄表系統(tǒng)，其特征在于:所述中心節(jié)點(diǎn)(I)包括微控單元及收發(fā)模塊(11)、供電模塊(12)及串口(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的無線抄表系統(tǒng)，其特征在于:所述微控單元及收發(fā)模塊(11)采取SilOlO芯片 。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的無線抄表系統(tǒng)，包括位于最上層的綜合應(yīng)用層、位于中間層的數(shù)據(jù)管理層，所述無線抄表系統(tǒng)還包括位于最底層的數(shù)據(jù)應(yīng)用層，其通過GPRS無線移動網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)管理層通訊連接，所述數(shù)據(jù)應(yīng)用層包括有若干傳感器節(jié)點(diǎn)、所述的若干傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成全路由、網(wǎng)絡(luò)狀的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其組網(wǎng)方式采取CFDA微蜂窩式固定無線數(shù)據(jù)接入平臺。本實(shí)用新型主要針對集抄系統(tǒng)中的下行信道，研究一種新的既可靠，又經(jīng)濟(jì)與方便安裝的基于無線自組網(wǎng)絡(luò)的無線抄表系統(tǒng)，其不用布線，系統(tǒng)安裝方便，且全路由、通信網(wǎng)絡(luò)的抄表系統(tǒng)克服了無線抄表受環(huán)境影響的難題。
文檔編號G08C17/02GK203165188SQ201320143080
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者張正勇, 黃超, 林丹 申請人:江門市第一職業(yè)高級中學(xué)