CN103280089A

CN103280089A - 无线水表或无线燃气表组网方法及其组网系统

Info

Publication number: CN103280089A
Application number: CN2013102484508A
Authority: CN
Inventors: 黄滨; 胡友辉; 刘利方
Original assignee: Hunan Weiming Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Hunan Weiming Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明公开了一种无线水表或无线燃气表组网方法及其组网系统，将某住宅小区内的无线水表或无线气表进行区域划分；集中器抄读一个区域内所有表计，记录能直接抄读的各个级别中继表的无线信号强度信息；通过无线信号强度分析，找出抄读稳定的各级中继表，并按照信号强度由弱到强的优先级顺序排序；按顺序分别找出各级中继表的抄读范围；由此集中器完成该区域组网，集中器分区域对表计进行组网，最终完成该住宅小区的组网，并根据路由信息实现对表计的管理。本发明跟以往的表端自组网模式完全相反，采用集中器来帮助无线水表或无线燃气表进行组网，大大降低了组网所需功耗，从而使得由干电池供电的无线水表或无线燃气表满足使用7年以上的要求。

Description

无线水表或无线燃气表组网方法及其组网系统

技术领域

本发明涉及一种表计的组网方法，特别涉及一种无线水表或气表组网方法。

背景技术

目前应用范围最广的无线组网协议为ZigBee协议，采用表端自组网方式，它能很好地适用于无线电表的由表端侧发起的自组网（电网供电），但对于使用电池供电的无线水表或无线燃气表，若采用ZigBee协议表端自组网，那么功耗将变得很头疼，ZigBee在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个表计工作6～24个月，工作模式下，电池使用寿命更短，根本没办法满足使用7年以上的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种迅捷稳定的无线水表或气表组网方法。

本发明提供的这种无线水表或无线燃气表组网方法，由集中器通过无线水表或无线燃气表的无线逻辑地址对无线水表或无线燃气表进行组网，该方法包括如下步骤：

步骤1，将某住宅小区内的无线水表或无线燃气表进行区域划分；

步骤2，集中器抄读一个区域内所有表计，记录能直接抄读的0级中继表的无线信号强度信息；

步骤3，通过无线信号强度分析，找出抄读稳定的0级中继表，并按照信号强度由弱到强的优先级顺序排序；

步骤4，按顺序分别找出步骤3排序后的各个0级中继表的抄读范围；

步骤5，按顺序分别将各个0级中继表作为中继去抄读各自抄读范围内非0级中继表的表计，找出并记录1级中继表的无线信号强度信息；

步骤6，通过无线信号强度分析，找出抄读稳定的1级中继表，并按照信号强度由弱到强的优先级顺序排序；

步骤7，按顺序找出6步骤排序后的各1级中继表的抄读范围；

步骤8，按顺序将各个1级中继表作为中继去抄读各自抄读范围内非0级中继表且非1级中继表的表计，找出并记录2级中继表的无线信号强度信息；

步骤9，由此得到一个区域内所有0级中继表、1级中继表、2级中继表的路由信息，集中器完成该区域组网；重复步骤2至步骤8，集中器分区域对表计进行组网，最终完成该住宅小区的组网，并根据路由信息实现对表计的管理。

所述无线逻辑地址为表计的物理地址，用于定位表计的安装位置。所述区域为一栋居民楼内一个单元中所处同一垂直直线位置的各楼层住户的所有无线水表或无线燃气表。所述无线信号强度分析用于判定集中器与表计之间通讯成功率的高低。所述抄读范围是所述区域内作为中继表的无线信号能穿透的楼层数目。所述0级中继表为集中器或中继器能直接抄读的无线水表或无线燃气表。所述 1级中继表为集中器或中继器需要使用0级中继表做为中继来抄读的无线水表或无线燃气表。所述2级中继表为集中器或中继器需要使用0级中继表以及1级中继表作为中继来抄读的无线水表或无线燃气表。

该组网系统包括无线水表或无线燃气表、集中器和主站；无线水表或无线燃气表安装在住宅中或者住宅楼道内，所述无线水表或无线燃气表包括中继表和非中继表，中继表与集中器无线连接，集中器直接抄读的非中继表与集中器无线连接，集中器不能直接抄读的非中继表与中继表无线连接，并通过该中继表与集中器无线通讯，集中器通过GPRS信号与主站连接。

该组网系统还包括若干中继器，中继器与集中器无线连接，相邻的中继器彼此无线连接；中继器直接抄读的所述非中继表以及所述中继表与中继器无线连接，中继器不能直接抄读的所述非中继表与所述中继表无线连接，并通过该中继表与中继器无线通讯；中继器用于延长集中器组网范围。

现有的各种组网方法均从表计端考虑，其耗费的功耗较大。本发明采用逆向思维，跟以往的表端自组网模式完全相反，采用集中器来帮助无线水表或无线燃气表组网，大大降低了组网的功耗。

本发明的有益效果如下：

（1）微功耗，无线水表或无线燃气表的表端不需要自组网，大大降低了功耗。正常工作情况下，表计的电池寿命能达到7年以上；

（2）组网效率高。根据无线水表或无线燃气表的表档案的无线逻辑地址，精确定位表计具体物理位置，大大提高组网的效率，降低功耗；

（3）组网按照表计的无线逻辑地址中的所属区域来进行，分区域管理，降低网络的复杂度以及区域的组网时间；

（4）网络不用经常维护，只有区域网络出现故障的情况下才会对该区域重新组网，进一步降低功耗。

附图说明

图1是本发明的一种具体实施方式图。

具体实施方式

本发明采用逆向思维，跟以往的表端自组网模式完全相反，采用集中器来帮助无线水表或无线燃气表组网，大大降低了组网的功耗。

本发明采用集中器对无线水表或无线燃气表进行组网，集中器通过无线水表或无线燃气表的档案中的无线逻辑地址，定位表计的具体物理位置，分区域对表计组网。

本发明中的无线逻辑地址为表计的物理地址，用于定位表计的安装位置。本发明采用四个字节来标明表计的物理地址。例如某表计的无线逻辑地址为AABBCCDD，从高到低分别表示AA小区BB栋CC单元DD户。

组网的区域为A小区B栋C单元中，所处同一侧垂直直线上的所有住户的表计。例如B栋1单元有16层，每层两户，那么B栋1单元要分为两个区域进行组网，第一个区域为门牌号范围为101至1601的16个房屋内的所有无线水表或无线燃气表；第二个区域为门牌号范围为102至1602的16个房屋内的所有无线水表或无线燃气表。

本发明通过无线信号强度分析，查找并确定各级别中继表。跟WIFI信号类似，无线信号的强弱表示信号是否稳定，通讯成功率的高低。信号越强，通讯越稳定，反之则越不稳定。通过分析某个区域内的所有无线表计的无线信号的强弱，找出无线信号稳定的0级中继表、1级中继表以及2级中继表，并按照信号强度由弱到强的优先级排序。由于参加排序的表都能满足信号稳定的要求，考虑到无线信号的强弱跟表计离集中器或中继器的距离远近有关，两者距离越近信号越强，两者距离越远信号越弱，那么为了提升整个区域的中继范围，优先选用信号弱但符合信号稳定要求的表计做为中继表，以提升中继范围。

此外，不同的无线芯片的无线信号强度分析都可以找到相似的标准来定义其信号强度的强弱。无线信号强度分析是以数值的形式体现的，以多少dBm来衡量。本发明根据不同的芯片的不同特性，分别选取表计的无线芯片检测结果中的中间范围，确保表计与集中器或中继器的通讯稳定。在检测结果数据属于上述中间范围的表计中，选择信号强度较弱的表计作为中继表，以提升中继范围。

在确定表计的抄读范围时，开发前期通过现场测试某款表计使用的无线芯片的穿墙效果，得出表计信号能穿透楼层数目。本发明的抄读范围就是该组网区域内该表无线信号能穿透的楼层内的所有表计。

如图1所示，本发明包括无线水表或无线燃气表、集中器、若干中继器和主站。

无线水表或无线燃气表安装在住宅中或住宅楼道内，无线水表或无线燃气表包括中继表和非中继表。中继表包括0级中继表、1级中继表、2级中继表。0级中继表是集中器或中继器能直接抄读的表计；1级中继表是集中器或中继器通过0级中继表作为中继而抄读的表；2级中继表是集中器或中继器通过0级中继表、1级中继表作为中继而抄读的表。

0级中继表与集中器或中继器无线连接，1级中继表与0级中继表无线连接，2级中继表与1级中继表无线连接。集中器直接抄读的非中继表与集中器无线连接。集中器不能直接抄读的非中继表与中继表无线连接，并通过此中继表与集中器或中继器无线通讯。中继器与集中器无线连接，相邻的中继器彼此无线连接。集中器通过GPRS信号与主站连接。

中继器用于延长楼与楼之间、楼层与楼层之间的组网范围，从而扩展集中器的组网范围。

不能被集中器或中继器直接抄读的非中继表与通讯稳定的中继表无线连接，并通过此中继表与集中器或中继器无线通讯，这包括如下几种情况：

（1）非中继表可通过0级中继表与集中器或中继器进行无线通讯；

（2）非中继表可通过1级中继表以及0级中继表与集中器或中继器进行无线通讯；

（3）非中继表可通过2级中继表、1级中继表以及0级中继表与集中器或中继器进行无线通讯。

下面结合附图以及具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例：本发明对A小区进行无线水表的组网。该小区中无线水表均采用Atmel公司型号为XMEGA的无线芯片。该小区无线水表的组网具体步骤为：

步骤1，将该住宅小区内的无线水表进行区域划分；

步骤2，确定该型号无线水表的无线信号强度分析的检测结果在-35dBm~-85dBm之间的为中继表；

步骤3，集中器抄读一个区域内所有表计，记录能直接抄读的0级中继表的无线信号强度信息；

步骤4，通过无线信号强度分析，找出抄读稳定的0级中继表，并按照信号强度由弱到强的优先级顺序排序；

步骤5，按顺序分别找出步骤3排序后的各个0级中继表的抄读范围；

步骤6，按顺序分别将各个0级中继表作为中继去抄读各自范围内非0级中继表的表计，找出并记录1级中继表的无线信号强度信息；

步骤7，通过无线信号强度分析，找出抄读稳定的1级中继表，并按照信号强度由弱到强的优先级顺序排序；

步骤8，按顺序找出6步骤排序后的各1级中继表的抄读范围；

步骤9，按顺序将各个1级中继表作为中继去抄读各自范围内非0级中继表且非1级中继表的表计，找出并记录2级中继表的无线信号强度信息；

步骤10，由此得到一个区域内所有0级中继表、1级中继表、2级中继表的路由信息，集中器完成该区域组网；重复步骤2至步骤8，集中器分区域对表计进行组网，最终完成该住宅小区的组网，并根据路由信息实现对表计的管理。

本发明的组网系统不用经常维护，仅当某区域内有中继表或者非中继表在抄表过程中连续3次通讯失败，才对该区域重新组网。

使用时，考虑表计的功耗问题，表计端最多支持2级中继表，不宜支持3级及以上的中继表的扩展。

Claims

1.一种无线水表或无线燃气表组网方法，其特征在于，由集中器通过无线水表或无线燃气表的无线逻辑地址对无线水表或无线燃气表进行组网，该方法包括如下步骤：

步骤7，按顺序找出6步骤排序后的各1级中继表的抄读范围；

2.根据权利要求1所述的无线水表或无线燃气表组网方法，其特征在于，所述无线逻辑地址为表计的物理地址，用于定位表计的安装位置。

3.根据权利要求1所述的无线水表或无线燃气表组网方法，其特征在于，所述区域为一栋居民楼内一个单元中所处同一垂直直线位置的各楼层住户的所有无线水表或无线燃气表。

4.根据权利要求1所述的无线水表或无线燃气表组网方法，其特征在于，所述无线信号强度分析用于判定集中器与表计之间通讯成功率的高低。

5.根据权利要求1所述的无线水表或无线燃气表组网方法，其特征在于，所述抄读范围是所述区域内作为中继表的无线信号能穿透的楼层数目。

6.根据权利要求1所述的无线水表或无线燃气表组网方法，其特征在于，所述0级中继表为集中器或中继器能直接抄读的无线水表或无线燃气表。

7.根据权利要求1所述的无线水表或无线燃气表组网方法，其特征在于，所述 1级中继表为集中器或中继器需要使用0级中继表做为中继来抄读的无线水表或无线燃气表。

8.根据权利要求1所述的无线水表或无线燃气表组网方法，其特征在于，所述2级中继表为集中器或中继器需要使用0级中继表以及1级中继表作为中继来抄读的无线水表或无线燃气表。

9.一种适用于权利要求1所述的无线水表或无线燃气表组网方法的无线水表或无线燃气表组网系统，其特征在于，该组网系统包括无线水表或无线燃气表、集中器和主站；无线水表或无线燃气表安装在住宅中或者住宅楼道内，所述无线水表或无线燃气表包括中继表和非中继表，中继表与集中器无线连接，集中器直接抄读的非中继表与集中器无线连接，集中器不能直接抄读的非中继表与中继表无线连接，并通过该中继表与集中器无线通讯，集中器通过GPRS信号与主站连接。

10.根据权利要求9所述的无线水表或气表组网系统，其特征在于，该组网系统还包括若干中继器，中继器与集中器无线连接，相邻的中继器彼此无线连接；中继器直接抄读的所述非中继表以及所述中继表与中继器无线连接，中继器不能直接抄读的所述非中继表与所述中继表无线连接，并通过该中继表与中继器无线通讯；中继器用于延长集中器组网范围。