CN102184628A - 一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法 - Google Patents

Abstract

一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法，一个无线抄表系统可由一个或多个无线网络单元组成，一个无线网络单元由一个采集器和多个表计组成；(1)一个采集器可管理128个表计，每个表计具有唯一的通信地址，根据表计的安装位置，系统为其分配一个序号，序号从1到128顺序排列；(2)采集器已下载所有表计档案，内容如下：A表计序号；B表通信地址；C表计运行标志：00H-普通表，01H-中继表，02H-删除表；D边界值14H，代表意义：在序号±20的范围内搜索；(3)采集器通过自动路由的方法在组网的过程中获得每块表计的运行数据，实现组网和数据通讯的同步进行。具有网络结构自适应、动态自维护、运行稳定的特点。

Description

一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法

(一)技术领域

本发明涉及无线抄表方法，特别是一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法。

(二)背景技术

随着通信技术的不断发展，无线通信技术不断地涌现，无线远程抄表系统用于抄取水、电、气、热等仪表能耗参数越来越显现出其优越性，无线远程抄表系统简化系统配置，优化系统施工，降低系统整体成本，有效地解决了普通用户抄表入户难、抄见率低、准确性差的问题，有效地解决了工商用户与官网监测问题，极大提高了水、电、气、热管理部门的工作效率，节省运营成本，并能及时有效地采集数据，对表计运行状态进行实时监控。

无线远程抄表系统一般由管理计算机、集中器、采集器、表计四部分组成，采集器与表计数据的通信是整个无线远程抄表系统的基础，如果不能保证下行采集器与表计通信数据的可靠性，那么上行通信也就无从谈起，由此可得知，下行采集器与表计通信数据的可靠性对于整个无线抄表系统来说显得尤为重要。采集器与表计一般采用RS485总线、M-BUS总线、无线射频等方式进行通信，RS485总线通信方式和M-BUS总线通信方式需要施工布线，工程量较大，不是最佳选择。采集器采用无线射频方式与表计进行通信，采集器与表计 构成一个无线网络，理想的使用方式是，采集器可以与任一表计进行通讯，但是在实际应用中采集器与表计之间的墙体层数、距离远近都会使可靠通信距离大打折扣，这就需要建立一定的表计之间的路由关系，并能兼顾表计功耗，本发明专利提供一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法，低功耗无线组网，智能分区提高组网效率。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法，低功耗无线组网，对表计无需作网络参数设置(如网络ID设置)，智能分区，提高了组网效率，从而保障采集器和表计快速网络连接和实时可靠通信，具有网络结构自适应、动态自维护、运行稳定的特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下所述：

一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法，一个无线抄表系统可由一个或多个无线网络单元组成，一个无线网络单元由一个采集器和多个表计组成，其特征是：(1)一个采集器可管理128个表计，每个表计具有唯一的通信地址，根据表计的安装位置，系统为其分配一个序号，序号从1到128顺序排列；(2)采集器已下载所有表计档案，内容如下：A表计序号；B表通信地址；C表计运行标志：00H-普通表，01H-中继表，02H-删除表；D边界值14H，代表意义：在序号±20的范围内搜索；(3)采集器通过自动路由的方法在组网的过程中获得每块表计的运行数据，实现组网和数据通讯的同步进行，自动路由方法如下所述：

第一步：表计平时处于低功耗睡眠模式，当需要组网抄表时，采集器 发送2.2S唤醒电磁波，广播唤醒附近的表计；

第二步：采集器轮流抄取序号从1～128表计数据，若此时128块表计全部读取成功，则采集器存储128块表计信息，组网抄表过程结束，否则进入第三步；

第三步：采集器通过第二步得到已抄回的0级表计名单中如有中继表Z1、中继表Z2，采集器令第一个抄表成功的中继表Z1发送2.2S唤醒电磁波，广播唤醒中继表Z1附近表计，采集器令第二个抄表成功的中继表Z2发送2.2S唤醒电磁波，广播唤醒中继表Z2附近表计，采集器通过中继表Z1读取序号为Z1-20的表数据，若该表已被读取，则顺延读取下一块Z1-19表计数据；采集器通过中继表Z2读取序号为Z2-20的表计数据，若该表已被读取，则顺延读取下一块Z2-19表计数据；采集器轮流通过中继表Z1、中继表Z2读取表计数据，若中继表Z1下已无表可读，则可跳过中继表Z1直接读取中继表Z2下的表计数据，若中继表Z1下存在新的中继表，则跳过中继表Z1的次数超过15次时，需要令中继表Z1发送一次空抄表指令，从而避免中继表Z1下级的表睡眠；如若此时采集器所存储的表计信息为128块，则组网抄表过程结束，否则进入第四步；

第四步：采集器通过第三步得到已抄回的1级表计名单中若有新的中继表，如采集器通过中继表Z1找到中继表Z13，采集器通过中继表Z2找到中继表Z24，采集器从1级中继中选择一个跳 过次数最多的中继表(如Z1)，采集器令跳过次数最多的中继表Z1下的Z13首先发送2.2S电磁波，广播唤醒Z13附近表计，采集器令跳过次数第二多的中继表(如Z2)发送2.2S电磁波，广播唤醒Z24附近的表计，按照第三步的方法轮流通过Z13、Z24读取表数据，并获得2级表名单；如若此时采集器所存储的表计信息为128块，则组网抄表结束，否则进入第五步；

第五步：采集器得到已抄回的2级表名单中若有新的中继表，则以此类推往下组网抄表，直至抄完所有表计数据，或者所有中继表均不能呼叫到下一级表计为止。

本发明的有益效果是：

1、本发明专利一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法，低功耗无线组网，表计平时处于睡眠状态，抄表时，由采集器发送2.2S唤醒电磁波，广播唤醒附近表计，这对于智能表抄表应用中所必须考虑的功耗问题来说无疑是一个很完美的解决办法。

2、本发明专利一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法，智能分区，提高了组网效率，从而保证了采集器和表计快速网络连接和实时可靠通信。

3、本发明专利一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法，依靠表计序号维护路由路径，不依赖于表计通信地址，使换表流程更简单。

4、本发明专利一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法，自动路由方法更适于现实中复杂的应用环境，即使每个采集器和表计距离有近有远，周围环境的差异较多，都可自动建立一定的路由关系实现远程无线抄表。极大的减少了系统成本，解决了人工建立路由路径效率低、易出错，增加、删除、移动表计繁琐的问题，而且无需经常维护、更新。

(四)附图说明

附图1为本发明一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法无线网络节点分布图

附图2为本发明一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法采集器组网图

附图3为本发明一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法采集器程序流程图

(五)具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的描述。

采集器功能：内置微功率数传模块，可抄取多种表计(水、电、气、热等)数据信息；可控制多种计量表(水、电、气、热等)的开关状态；采集器被动接收并相应上行集中器的指令，根据需要可主动发起和无线表计(水、电、气、热等)的组网通讯，并且采集器具有数据存储功能，可保存表档案、中继路径和表数据信息。

本发明要解决采集器与表计之间的通信路由建立问题，为了便于 说明问题，结合图2的假设网络进行叙述。

首先，采集器内事先下载好表档案，内容如下：

采集器命令下行发送2.2S唤醒电磁波，广播唤醒附近表计，采集器按照序号1～128开始抄表，在抄表成功的表计(可定义为0级)中仅有两个中继表Z1和Z2，采集器命令0级第一个抄表成功的中继表(假设为Z1)发送唤醒电磁波，广播唤醒Z1附近表计如附图2所示；采集器令0级第二个抄表成功的中继表(假设为Z2)发送唤醒电磁波，广播唤醒Z2附近表计，采集器通过中继表Z1读取序号为Z1-20的表数据，若该表已被读取，则顺延读取下一块Z1-19表计数据；采集器通过中继表Z2读取序号为Z2-20的表计数据，若该表已被读取，则顺延读取下一块Z2-19表计数据；采集器轮流通过中继表Z1、中继表Z2读取表计数据，若中继表Z1下已无表可读，则可跳过中继表Z1直接读取中继表Z2下的表计数据，若中继表Z1下存在新的中继表，则跳过中继表Z1的次数超过15次时，需要令中继表Z1发送一次空抄表指令，从而避免中继表Z1下级的表睡眠，由此采集器可抄读到在此轮抄表成功的表计(可定义为1级)，如采集器通过中继表Z1找到中继表Z13、Z15，采集器通过中继表Z2找到新的中继表Z24、Z26，采集器 从1级中继中选择一个跳过次数最多的中继表(如Z1)，采集器令跳过次数最多的中继表Z1下的Z13首先发送2.2S电磁波，广播唤醒Z13附近表计，采集器令跳过次数第二多的中继表(如Z2)发送2.2S电磁波，广播唤醒Z24附近的表计，按照1级表的方法轮流通过Z13、Z24读取表数据，并获得2级表名单；采集器得到已抄回的2级表名单中若有新的中继表，则以此类推往下组网抄表，直至抄完所有表计数据，或者所有中继表均不能呼叫到下一级表计为止。

Claims (1)

1.一种智能分区的低功耗无线组网抄表方法，一个无线抄表系统可由一个或多个无线网络单元组成，一个无线网络单元由一个采集器和多个表计组成，其特征是：(1)一个采集器可管理128个表计，每个表计具有唯一的通信地址，根据表计的安装位置，系统为其分配一个序号，序号从1到128顺序排列；(2)采集器已下载所有表计档案，内容如下：A表计序号；B表通信地址；C表计运行标志：00H-普通表，01H-中继表，02H-删除表；D边界值14H，代表意义：在序号±20的范围内搜索；(3)采集器通过自动路由的方法在组网的过程中获得每块表计的运行数据，实现组网和数据通讯的同步进行，自动路由方法如下所述：

第一步：表计平时处于低功耗睡眠模式，当需要组网抄表时，采集器发送2.2S唤醒电磁波，广播唤醒附近的表计；

第二步：采集器轮流抄取序号从1～128表计数据，若此时128块表计全部读取成功，则采集器存储128块表计信息，组网抄表过程结束，否则进入第三步；

第三步：采集器通过第二步得到已抄回的0级表计名单中如有中继表Z1、中继表Z2，采集器令第一个抄表成功的中继表Z1发送2.2S唤醒电磁波，广播唤醒中继表Z1附近表计，采集器令第二个抄表成功的中继表Z2发送2.2S唤醒电磁波，广播唤醒中继表Z2附近表计，采集器通过中继表Z1读取序号为Z1-20的表数据，若该表已被读取，则顺延读取下一块Z1-19表计数据；采集器通过中继表Z2读取序号为Z2-20的表计数据，若该表已被读取，则顺延读取下一块Z2-19表计数据；采集器轮流通过中继表Z1、中继表Z2读取表计数据，若中继表Z1下已无表可读，则可跳过中继表Z1直接读取中继表Z2下的表计数据，若中继表Z1下存在新的中继表，则跳过中继表Z1的次数超过15次时，需要令中继表Z1发送一次空抄表指令，从而避免中继表Z1下级的表睡眠；如若此时采集器所存储的表计信息为128块，则组网抄表过程结束，否则进入第四步；

第四步：采集器通过第三步得到已抄回的1级表计名单中若有新的中继表，如采集器通过中继表Z1找到中继表Z13，采集器通过中继表Z2找到中继表Z24，采集器从1级中继中选择一个跳过次数最多的中继表(如Z1)，采集器令跳过次数最多的中继表Z1下的Z13首先发送2.2S电磁波，广播唤醒Z13附近表计，采集器令跳过次数第二多的中继表(如Z2)发送2.2S电磁波，广播唤醒Z24附近的表计，按照第三步的方法轮流通过Z13、Z24读取表数据，并获得2级表名单；如若此时采集器所存储的表计信息为128块，则组网抄表结束，否则进入第五步；

第五步：采集器得到已抄回的2级表名单中若有新的中继表，则以此类推往下组网抄表，直至抄完所有表计数据，或者所有中继表均不能呼叫到下一级表计为止。

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