無線傳感器網絡

　　無線傳感器網絡技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術，是一組基于IEEE 802.15.4無線標準研制開發的有關組網、安全和應用軟件方面的技術。它支持3種主要的自組織無線網絡類型，即星狀網、集群樹狀網和網狀網三種拓撲。網狀網是一種高可靠性的Ad Hoc網絡，網狀網的拓撲結構如圖1所示。

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　　圖1 WSN網狀網絡結構圖

　　本文研究的基于無線傳感器網絡集中抄表系統采用網狀網結構的無線傳感器網絡技術，實現用戶采集器與集中器間的數據通信，通過CDMA/GPRS網絡實現集中器與抄表中心之間的數據傳輸。

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　　圖2 無線抄表系統總體結構圖

　　上層通信以電力局中心的系統主站為中心，通過GPRS/CDMA網絡與分散于各物業小區的集中器連接，形成1對N的連接形式，實現集中器和數據中心系統的實時在線連接;下層通信包括集中器對電表參數的采集、存儲、轉發，以及轉發上位機下達的指令和對電表進行控制操作等。出于成本與通信可靠性的考慮，設計了采集器。每棟居民樓設置一個采集器，電表通過RS-485總線與采集器進行通信，采集器通過WSN終端節點與小區中心的WSN中心節點及集中器進行通信。示意圖如圖3所示。

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　　圖3 無線抄表系統總體示意圖

　　采用低成本的WSN組網技術，結合GPRS/CDMA網絡組建了一個無線傳輸信道，縮短了單段的傳輸距離，削弱了信道衰減與干擾的影響，提高了信道傳輸的穩定性。

　　該無線抄表系統具有以下優點：

　　● 電表抄錄數據及時、準確，系統的傳輸容量大。

　　● 可對電表設備進行遠程控制、參數調整、開關等控制操作。

　　● 安裝、維護方便，不需要進行專門布線。

　　● 集中抄表范圍廣，GPRS網絡覆蓋范圍廣，WSN技術使擴容無限制。

　　系統主要功能

　　系統通過電能表的RS-485總線數據接口或脈沖信號方式傳輸給采集器。采集器巡檢各電能表RS-485總線數據或接收到多路脈沖信號后進行處理或計數，并將結果存儲。

　　集中器可以定時或實時的對下轄的采集器進行數據抄收，并進行存儲。當上級設備—管理中心計算機調用數據時，則將所存儲的數據打包送上。管理中心計算機可以對集中器，并通過集中器對采集終端進行各種操作。

　　● 電能表管理：設置電能表原始參數、地址、費率及其狀態。

　　● 費率管理：可任意設定多種費率。

　　● 小區管理：對各小區設置通信參數。

　　● 用戶管理：管理和控制每個單位的用量、時間等;管理用戶的結算方式等。

　　● 系統管理功能：管理操作人員及其權限;各種系統安裝數據，各種通信設置。

　　● 定時抄表功能：對系統所有表計進行定時抄表，每天最少抄一次，抄表次數可設定并保留末次抄表數據。

　　● 實時抄表功能：實時抄取任一表記當前數據及狀態。

　　● 自動校時功能：定時抄表時自動較正系統內裝置的時間。

　　● 斷線檢測功能：信號線接觸不良或斷線時，系統自動顯示。

　　CDMA/GPRS無線傳輸模塊就近與集中器RS-232端口或小區中心管理計算機的串口直接相接，通過CDMA/GPRS網絡與供電局鏈接于互聯網的中心管理計算機進行數據交互。

　　總結

　　智能遠程抄表系統節省時間、人力、物力、提高工作效率，降低物業成本，準確及時地將住戶所使用的電表數據顯示出來，為實現小區科學、系統的物業管理提供了有效的解決方法。智能遠程抄表系統的核心是提供了一個控制信號采集和數據傳輸的平臺，可遠程對電表進行參數設置、實時監控和故障判斷。該系統可用于對水表、氣表等其他儀表的遠程監控。