数事执术与流用
智能抄表系统的无线传感网络设计
柴继红
(深圳职业技术学院广东深圳518055)
应用研究
摘要：介绍一种基于Zigbee无线传输模块开发智能抄表系统，通过无线中转路由发送水表水量到小区基站中心节点，经GPRS模块发送至选程监控抄表计算机，实现抄表信息的远程传输功能，该网络架构对电表、气表等信息的运程采集具有很好的适用性。采用分筷结构的多层树状无线传感网络架构，解决了各类型节点的时钟同步、地址编码、故障点允余设计、数据命今锁设计以及应答重发机制等关键问题，应用状态机轮转方法实现网络通信协议。
关键调：无线网络智能抄表系统分族树软网络
文章编号：1007-9416(2011)08-0107-03
中图分类号：TP393
文献标识码：A
Researchonthewirelessnetworkofthe intelligentwater meter reading system
Chai Jihong
(Shenzhen Polytechnic, Shenzhen Guangdong 518055,China)
Abstract: The intelligent water meter reading system is developed based on Zigbee wireless module. The water meter data is transmitted from the endpoint to the central node through the wireless router, and then is sent to the remote monitoring computer via GPRS. The network architecture has a good applicability on the gas meter data and other meter infomation for remote collection, which uses the chustered multi-layer tree structure wireless sensor network architecture. In this paper some kinds of key problenms are resolved, such as real time clock synchronization, node address coding, redundant node designing, data frame and command firame designing, response retransmissions mechanism, and also state machine rotation method.
Keywords:Wireless Network Intelligent Meter Reading System Clustered Tree Topology
1、引言
随着信息化发展和居民对居住环境和物业管理智能化要求的日益提高，传统的抄表方式存在的费工、费时、不便捷等因素也越发突出，因此研究开发远程智能抄表系统，利用无线传感网络实现居民用水，用电和用气等信息的智能采集，对于提高抄表准确性、实时性和抄表效率等方面都具有重要的意义本文将重点阐述远程抄表系统的网络设计方法，针对楼字节点布局相对固定等特征，设计
实现一种分族树状无线传感网络的通信协议， 2、远程抄表系统整体方案
远程监控纱表PC.
中心要结
GPRS爆换+ Y
蒙特高由节点
Y
樱标解美露由节点。
N
Y
独系款据收发节点
无线水素
Y
然无线水素 2无线水素
万方数据
2动n无键水激
授愿教据收发节点 Y
换用款系收发节点
图1远程抄表系统总体结构图
远程抄表系统采集水表水量，通过Zigbe无线传感网络传输水表信息到小区基站中心节点，利用该节点的GPRS模块经过Intemct发送至远程监控抄表计算机，实现信息的远程传输功能。图1为无线抄表系统的总体结构，涉及五类无线传输节点和一个中央监控抄表计算机，包括基站中心点、续传路由点、网关路由点，收发路由点，水表采集点。
远程监控抄表计算机首先要通过intemet发送针对每个小区实际楼宇结构的远程控制命令给基站中心节点，中心节点通过GPRS 模块接收初始化命令，启动无线抄表网络的初始化工作：对网关路由器进行门户节点数，楼层数等信息的初始化设置，通过广播方式为网络各节点设置实时时钟(RTC)同步信息。
网关路由器在广播发送RTC同步命含一定时闻后，按照路由地址表依次发送包含目标地址信息的广播数据包；子网内各收发路由节点对收到的广播数据包按照编址算法提取目标地址的楼层信息，定向广播目标地址在其子网内的数据包；安装在每家每户的水表采集节点接收到广播数据包后，比较目标地址是否与本地地址相等，如相等则准确计数水量脉冲，将水表水量数据按照通讯协议打包上传给父节点，然后进人休眠省电模式。
无线抄表网络在上述初始化和传输"接收数据命令"等广播信息时，都会保存上级父节点的地址信息，因此在终端水表采集节点上传数据时，即可按照各路由节点建立的动态路由表寻找路径逐级上传到路由网关节点。
路由网关节点等待子网内各节点的数据上传完毕后，即按照通讯协议进行数据融合，重组数据包并发送至基站中心点，基站中心点保存来自各网关路由点的水表数据包，并发出应答数据包，当统计各网关路由节点都完成数据传输，则统一打包将数据经过GPRS 模块发送到远程监控抄表计算机。
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