本發(fā)明涉及計量表管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠程智能抄表系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的不斷提高，廣大住戶對住宅環(huán)境、物業(yè)管理水平的要求也日益提高。對供水、供電、供氣等部門來說，傳統(tǒng)的抄表收費方式存在的弊病越來越突出，入戶難，管理費用高，抄表勞動強度大等問題越來越嚴重，改善現(xiàn)有的抄表收費方式也成了計量部門經(jīng)營管理上的重要問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠程智能抄表系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

提供了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠程智能抄表系統(tǒng)，包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊、公共通信模塊和計量表數(shù)據(jù)管理中心，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊采集和發(fā)送計量表數(shù)據(jù)，公共通信模塊將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊發(fā)送的計量表數(shù)據(jù)傳送至計量表數(shù)據(jù)管理中心，所述計量表數(shù)據(jù)管理中心用于對收到的計量表數(shù)據(jù)進行匯總、存儲處理，并提供查詢服務(wù)。

本發(fā)明的有益效果為：采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊、公共通信模塊和計量表數(shù)據(jù)管理中心相配合的形式，實現(xiàn)了計量表數(shù)據(jù)的自動獲取，數(shù)據(jù)傳輸效率高，且便于用戶查詢。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明計量表數(shù)據(jù)管理中心的連接框圖。

附圖標記：

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊1、公共通信模塊2、計量表數(shù)據(jù)管理中心3、數(shù)據(jù)接收模塊10、數(shù)據(jù)處理模塊20、數(shù)據(jù)存儲模塊30、查詢模塊40。

具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。

參見圖1、圖2，本實施例提供的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠程智能抄表系統(tǒng)，包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊1、公共通信模塊2和計量表數(shù)據(jù)管理中心3，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊1采集和發(fā)送計量表數(shù)據(jù)，公共通信模塊2將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊1發(fā)送的計量表數(shù)據(jù)傳送至計量表數(shù)據(jù)管理中心3，所述計量表數(shù)據(jù)管理中心3用于對收到的計量表數(shù)據(jù)進行匯總、存儲處理，并提供查詢服務(wù)。

優(yōu)選地，所述計量表數(shù)據(jù)管理中心3包括數(shù)據(jù)接收模塊10、數(shù)據(jù)處理模塊20、數(shù)據(jù)存儲模塊30、查詢模塊40，所述數(shù)據(jù)接收模塊10、數(shù)據(jù)存儲模塊30與所述數(shù)據(jù)處理模塊20連接，所述查詢模塊40與所述數(shù)據(jù)存儲模塊30連接。

優(yōu)選地，所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊1包括多個計量表監(jiān)測節(jié)點和一個基站，其中計量表監(jiān)測節(jié)點包括傳感器單元、處理器單元、無線通信單元和能量供應(yīng)單元，傳感器單元用于采集計量表數(shù)據(jù)；處理器單元控制整個計量表監(jiān)測節(jié)點的操作，存儲處理采集的計量表數(shù)據(jù)；無線通信單元用于實現(xiàn)與其他計量表監(jiān)測節(jié)點和基站之間的通信。

本發(fā)明上述實施例采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊1、公共通信模塊2和計量表數(shù)據(jù)管理中心3相配合的形式，實現(xiàn)了計量表數(shù)據(jù)的自動獲取，數(shù)據(jù)傳輸效率高，且便于用戶查詢。

優(yōu)選地，所述的計量表監(jiān)測節(jié)點分為普通監(jiān)測節(jié)點和支配監(jiān)測節(jié)點，普通監(jiān)測節(jié)點周期性地向支配監(jiān)測節(jié)點發(fā)送采集的計量表數(shù)據(jù)，支配監(jiān)測節(jié)點接收普通監(jiān)測節(jié)點發(fā)送的計量表數(shù)據(jù)并初步融合計量表數(shù)據(jù)后向基站傳送，其中將計量表監(jiān)測節(jié)點分為普通監(jiān)測節(jié)點和支配監(jiān)測節(jié)點時，具體執(zhí)行：

(1)按照下列公式確定各計量表監(jiān)測節(jié)點的支配能力值：

式中，h(qi)表示第i個計量表監(jiān)測節(jié)點qi的支配能力值，為qi在設(shè)定時間段正常工作的概率，表示qi的初始能量值，kq表示設(shè)置于煤礦瓦斯監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的計量表監(jiān)測節(jié)點數(shù)目，為qi的鄰居節(jié)點數(shù)目，為qi的第j個鄰居節(jié)點具有的鄰居節(jié)點數(shù)目，為qi的通信半徑，rt為設(shè)定的通信半徑閾值，a1、a2、a3、a4為設(shè)定的權(quán)值系數(shù)；

(2)若計量表監(jiān)測節(jié)點的支配能力值滿足下列條件，則將該計量表監(jiān)測節(jié)點作為候選支配監(jiān)測節(jié)點，將支配能力值不滿足下列條件的計量表監(jiān)測節(jié)點作為普通監(jiān)測節(jié)點：

式中，h(qij)為qi的第j個鄰居節(jié)點的支配能力值；

(3)對于所有的候選支配監(jiān)測節(jié)點，計算兩兩候選支配監(jiān)測節(jié)點之間的距離，若該距離小于設(shè)定的距離閾值，則從對應(yīng)的兩個候選支配監(jiān)測節(jié)點中選擇支配能力值最小的作為普通監(jiān)測節(jié)點，剩余的候選支配監(jiān)測節(jié)點作為支配監(jiān)測節(jié)點。

本優(yōu)選實施例進行普通監(jiān)測節(jié)點和支配監(jiān)測節(jié)點的劃分時，首先確定支配能力值符合條件的候選支配監(jiān)測節(jié)點，再從中剔除距離較近的候選支配監(jiān)測節(jié)點，最終確定支配監(jiān)測節(jié)點，使得選出的支配監(jiān)測節(jié)點之間具有一定的距離且支配監(jiān)測節(jié)點本身具有較為優(yōu)異的性能，整體上優(yōu)化了支配監(jiān)測節(jié)點的規(guī)模，從而能夠在保證計量表數(shù)據(jù)收集需求的前提下降低無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊1的通信開銷，減少遠程智能抄表系統(tǒng)的工作能耗。

優(yōu)選地，當支配監(jiān)測節(jié)點失效時，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊1從失效的支配監(jiān)測節(jié)點的通信范圍內(nèi)的計量表監(jiān)測節(jié)點中選擇合適的計量表監(jiān)測節(jié)點替代該失效的支配監(jiān)測節(jié)點，具體包括：

(1)進行普通監(jiān)測節(jié)點和支配監(jiān)測節(jié)點的劃分后，支配監(jiān)測節(jié)點按照下列公式獲取其通信范圍內(nèi)的計量表監(jiān)測節(jié)點的替代優(yōu)選值：

式中，qxy表示支配監(jiān)測節(jié)點qx的通信范圍內(nèi)的第y個計量表監(jiān)測節(jié)點，h(qxy)表示qxy的替代優(yōu)選值，表示qxy的剩余能量值，mqx為在支配監(jiān)測節(jié)點qx通信范圍內(nèi)計量表監(jiān)測節(jié)點數(shù)目，為支配監(jiān)測節(jié)點qx的鄰居節(jié)點數(shù)目，m(qx∩qxy)表示qxy與qx的鄰居節(jié)點集合中具有共同的鄰居節(jié)點的數(shù)目，為qxy的通信半徑，為qx的通信半徑，為qxy在設(shè)定時間段正常工作的概率，b1、b2、b3、b4為設(shè)定的權(quán)值系數(shù)；

(2)支配監(jiān)測節(jié)點根據(jù)替代優(yōu)選值由大到小的順序?qū)ζ渫ㄐ欧秶鷥?nèi)的計量表監(jiān)測節(jié)點進行排序，形成備選支配監(jiān)測節(jié)點列表；

(3)當支配監(jiān)測節(jié)點失效時，從對應(yīng)的備選支配監(jiān)測節(jié)點列表中選擇第一個計量表監(jiān)測節(jié)點作為新的支配監(jiān)測節(jié)點。

本優(yōu)選實施例能夠在支配監(jiān)測節(jié)點失效時，從備選支配監(jiān)測節(jié)點列表中，選擇與失效的支配監(jiān)測節(jié)點性能更接近的計量表監(jiān)測節(jié)點動態(tài)更替失效的支配監(jiān)測節(jié)點，從而動態(tài)地維護和更新無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊1的網(wǎng)絡(luò)通信鏈路，提高了遠程智能抄表系統(tǒng)在計量表數(shù)據(jù)傳輸方面的可靠度。

優(yōu)選地，普通監(jiān)測節(jié)點采集計量表數(shù)據(jù)后，周期性地向支配監(jiān)測節(jié)點發(fā)送采集的計量表數(shù)據(jù)，具體包括：

(1)普通監(jiān)測節(jié)點采集計量表數(shù)據(jù)后，按照下列公式確定普通監(jiān)測節(jié)點通信范圍內(nèi)的支配監(jiān)測節(jié)點接收該計量表數(shù)據(jù)的概率：

式中，表示普通監(jiān)測節(jié)點qr通信范圍內(nèi)的第λ個支配監(jiān)測節(jié)點qλ接收計量表數(shù)據(jù)的概率，表示qλ的剩余能量值，表示qλ的第ρ個鄰居支配監(jiān)測節(jié)點的剩余能量值，表示qλ的鄰居支配監(jiān)測節(jié)點的數(shù)目，表示qr的鄰居支配監(jiān)測節(jié)點的數(shù)目，d(qλ,qr)表示普通監(jiān)測節(jié)點qr到qλ之間的距離；

(2)在通信范圍內(nèi)的支配監(jiān)測節(jié)點中，普通監(jiān)測節(jié)點選擇概率最大的支配監(jiān)測節(jié)點發(fā)送計量表數(shù)據(jù)。

本優(yōu)選實施例中，普通監(jiān)測節(jié)點將采集的計量表數(shù)據(jù)根據(jù)支配監(jiān)測節(jié)點接收該計量表數(shù)據(jù)的概率發(fā)送到概率最大的支配監(jiān)測節(jié)點上，能夠避免因為每次將計量表數(shù)據(jù)發(fā)送至同一個支配監(jiān)測節(jié)點而集中消耗同一個支配監(jiān)測節(jié)點的能量，從而均衡了各個支配監(jiān)測節(jié)點的能量消耗，延長了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊1的生命周期。

最后應(yīng)當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。