一種基于自組網絡的無線抄表系統研制
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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抄表的方式，其自動抄表系統是由一個中心節點和數目眾多的傳感器節點組成，每個傳感器節點又包括具有傳感器功能的智能表計和采集模塊。
4．1 中心節點軟件實現
控制中心節點協調整個網絡的工作，接收上位機傳來的命令，并按指令的要求做出相應的操作，接收無線傳感器節點的數據并上傳給上位機或管理中心。自動抄表系統采用分時分段抄表，即中心節點采用輪詢的方式采集各個用戶的能源用量。首先中心控制節點的各模塊程序進行初始化，然后處于接收狀態，當中心節點收到管理中心發來的采集數據命令，首先讀取其要采集數據的節點的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的路由信息。在其保存的路由表中，如果有到采集節點即目的節點的路由信息，則把到目的節點的路由信息及采樣信息加入到采集數據分組中發送出去。
如果路由表中沒有到目的節點的路由信息，中心節點就會發起一個路由請求分組RREQ。然后中心節點就處于接收狀態接收消息分組，當中心節點收到路由響應分組RREP后，即找到到達目的節點的路由信息后，則把此路由信息寫入路由表中并將其到達目的節點的路由標識置高，然后把路由信息加入采集命令分組中發送采集數據命令分組。
中心控制節點發送完數據采集命令分組之后就一直處于接收狀態，當其接收到其他傳感器節點發送過來的采集數據，則把該用戶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的能源用量，并統計計算每戶的費用以方便收費管理。
4．2 傳感器節點軟件
無線傳感器節點主要負責采集小區用戶的能源表計的用量，并把采集到的數據上傳給中心節點或作為路由器轉發其他節點的數據信息。由于本系統采用被動抄表方式，所以每個傳感器節點只有收到發給自己的采集數據命令時才會采集該節點的數據信息。當有新用戶使用智能表計記錄自己的能源用量即有新節點加入網絡，首先發送加入網絡的消息，其成功加入網絡后就跟其他的節點一樣處于接收狀態，接收中心節點和其他節點發來的消息分組。
當傳感器節點各個部分初始化之后，Si1010就進入接收狀態，監測信道并接收其他節點發送的消息分組。每個節點根據其收到的不同的消息分組，將進行不同的處理。當收到其他節點發送來的數據采集命令時，其首先判斷是否是發給自己的數據采集命令，如果不是發給自己的采集數據命令，直置發送狀態，則其按分組中的路由信息把該分組轉發給其下一跳節點。
中心節點的主要作用是：接收來自其他節點的數據，并對數據進行校正、融合等處理，然后發給管理節點；接收管理節點所發的指令，確定節點工作狀態。其基本工作流程如圖4所示。本文引用地址：http://www.j9360.com/article/155095.htm
5 結論
本項目研究一種基于小區的無線自組網抄表系統，其創新點主要有：
(1)對系統中控制中心節點和無線傳感器節點的硬件進行全新設計，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。集成方案由于已經集成了射頻功能，簡化了產品的開發過程，降低了終端的開發難度。
(2)采用CFDA微蜂窩式固定無線數據接入平臺實現網絡的自組織功能，每個傳感器節點根據所處的位置關系可形成一個多跳的鏈式網絡，節點可隨時加入或退出網絡而不影響網絡正常工作。
(3)中國國家無線電管理委員會已經將原來模擬電視的470～510 MHz頻段釋放用于民用計量，這對于Sub-GHz系統在中國無線抄表市場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。開發的無線抄表系統符合新規，而符合新規的產品處于剛起步階段，具有巨大的市場潛力。
(4)編程實現按需DSR路由協議，可及時準確地找到到達數據采集節點的最佳路由信息，實現了快速準確抄表。系統在測試中獲得了良好的效果，該系統具有結構簡單、工作可靠、功耗低、通信成本低等優點，達到了產品設計要求。
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