[发明专利]基于网状网的无线抄表系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于网状网的无线抄表系统，属于无线数据传输技术领域。

背景技术

在当今信息社会，随着自动化和测量技术的飞速发展，小区的智能化的提高，人们在工作、生活、家居条件的智能化水平越来越高，将室内计量仪表中数据自动抄收已逐渐成为人们追求的目标。目前国内外抄表的主要方式有：人工抄表、IC卡预付费表、有线抄表系统及无线抄表系统。人工抄表已有几十年，随着一户一表的实施，这种抄表方式的弊病越来越明显，入户难，管理部门收费结算难，抄表的强度也越来越大，需要耗费的人工越来越多，并且手工结算误差大、效率低。随着电子技术的发展，IC卡预付费表采用先付费后使用的方式对管理部门较为有利，同时不需要现场抄表，部分解决人工抄表的问题，但实际操作过程中也存在一些问题：IC卡直接与用户接触，易造成人为破坏不能及时监控，未能完全解决盗用及表具损坏、故障问题。有线抄表系统具备IC卡表的优点，同时充分利用电话网络，电力线网络、闭路电视网、RS485总线网，可实现实时抄表、实时检测、实时控制，可检测出设备破坏、非法使用等。但是也存在一些问题：如如何布线；施工周期长、工程安装和维护成本高；系统的扩展升级；与其他网络的兼容等。无线抄表是指采用近距离无线通讯技术和计算机网络等技术自动读取和处理表中数据。用无线自动抄表技术，不仅能节约人力资源，还可以提高抄表的准确性、实时性，使管理部门能及时准确地获得数据信息。相比有线系统，无需架设电缆，投资少，建网快，效率高，扩展性好，并且在出现故障时，只需维护无线数据模块，就能迅速找出原因，恢复系统正常运行，因此近年来，无线抄表系统发展迅速。但是这些抄表系统基本上是一跳的系统，中心节点一旦出现故障，就会造成系统瘫痪。并且由于抄表系统终端节点的功率不可能采用高功率，因此数据传输距离受到限制，为布网和系统扩容带来诸多问题。

发明内容

为了克服现有无线抄表系统存在的问题，本发明提供一种基于网状网的无线抄表系统。

一种基于网状网的无线抄表系统，系统包括掌抄设备和终端设备，终端设备主要由留有485总线接口的用户表、Xbee收发模块，单片机组成，用户表通过RS485总线与单片机连接，单片机通过串口与Xbee收发模块连接；掌抄设备由Xbee收发模块和单片机组成，单片机通过串口与Xbee收发模块连接；掌抄设备和终端设备之间无线连接。

终端设备采集并传送用户表的数据，掌抄设备控制终端设备进行数据采集，接收终端设备采集到的数据，对数据进行汇总。

所述的单片机为upsd3233BV。

所述的Xbee模块是由MaxStream公司开发的Zigbee芯片，现已推出2.5代产品，包括协调器、路由器和Xbee模块终端。协调器具有三项功能，一是选择网络ID和信道，并进行广播，负责网络的发起，其它设备，包括路由器和终端设备通过接收协调器发出的网络信息加入网络；二是为其它设备的数据传输提供路由服务；三是接收和发送数据。路由器具有两项功能，一是为其它设备的数据传输提供路由服务；二是接收和发送数据。终端设备只具有接收和发送数据的功能，不提供路由功能。在本系统中，只采用了协调器和路由器两种，使网络的配置更加灵活。Xbee模块从发射功率上看分为两种：普通型和增强型，主要性能如下：

最大传输距离：在室内普通型40m，增强型100m；在室外普通型120m，增强型1.6Km。

发射功率：普通型2mW(+3dBm)，增强型63mW(+18dBm)。

射频数据速率：250Kbps

串口数据速率：1.2Kbps-230.4Kbps可调，通过软件来确定。

接收机灵敏度：普通型-96dBm，增强型-102dbm。

电源电压：普通型2.1-3.6V，增强型3.0-3.4V。

工作频段：ISM 2.4GHz。

支持的网络结构：点到点通信、点到多点通信和网状网

Upsd3233BV主要特性：1M主Flash、256K，次Flash、64K SRAM、2个UART端口、4路8bitADC、3个系统timer、37个I/O口、Vcc 3V。

一种基于网状网的无线抄表系统的工作方法，步骤如下：

a、终端设备中的协调器选择网络ID和信道，通过无线信道进行广播，掌抄设备根据接收到的网络信息加入网状网；

b、掌抄设备通过无线信道发送广播信息，要求终端设备中与用户表连接的Xbee模块报名，终端设备中与用户表连接的Xbee模块把自己的地址回复给掌抄设备；