CN104483936A - 一种无线数据接入系统的无线网络信息收集平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及物联网无线传输信息采集领域。一种无线数据接入系统的无线网络信息收集平台，包括信息采集节点、信息收集中心；所述信息采集节点、信息收集中心作为用户的数据采集及处理设备，相互连接、协调工作，构成无线数据接入系统，信息收集中心接收中央控制平台发送的信息采集节点的ID映射表，并发送建立路由信标，建立固定节点无线接入系统的无线自组织网络；信息采集节点转发所述建立路由信标，记录周围的场强信息并反馈回信息收集中心；信息收集中心发送场强收集指令，接收信息采集节点反馈的场强信息，并根据所述场强信息建立路由表；接收信息采集节点传送的场强信息并通过网关传送至中央控制平台。本发明有效的解决了不同种类数据的信息采集问题。
Description
技术领域
本发明涉及物联网无线传输信息采集领域，特别是涉及一种以社区为应用环境的无线数据接入系统的无线网络信息收集平台。用于解决智能社区水、电、热、气、温度、湿度、安全告警、视频监控等信息的采集和处理。
背景技术
物联网无线传感网络数据传输与采集技术是一种以社区应用环境的无线数据系统的无线数据信息收集平台，用以有效解决以社区应为应用环境的水、电、热、气、安全告警、视频监控等的智能社区无线数据采集瓶颈问题。
目前社区的信息采集，很多是人工或人工参与的非智能采集系统，这种采集系统，占用了大量的人力资源、物力成本居高不下，而且准确度和实时性都得不到满足。
随着通信技术的发展，许多大中型城市都提出了数字化、智慧型城市的发展规划。而不管对于城市的智能化管理以及社会型商品如水、电、气、热等数据信息的综合管控，其实现的基础首先是信息采集的问题。在此基础上，本领域技术人员已经就相关领域的无线网络数据信息采集问题进行了深入研究。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提出了一种无线数据接入系统的无线网络信息收集平台，有效的解决了社区的不同种类数据的信息采集问题。
本发明所采用的技术方案：
一种无线数据接入系统的无线网络信息收集平台，包括m个信息采集节点（ICU Information Collect Unit）、信息收集中心（ICC Information Collection Center），m为大于1的自然数；所述信息收集中心通过WiFi网关与中央控制平台（CCP Central Control Platform）连接通信，所述信息采集节点、信息收集中心作为用户的数据采集设备以及数据处理设备，相互连接，协调工作，构成无线数据接入系统，
所述信息收集中心接收中央控制平台发送的信息采集节点的ID映射表，并发送建立路由信标，建立固定节点无线接入系统的无线自组织网络；
信息采集节点转发所述建立路由信标，记录周围的场强信息并反馈回信息收集中心；所述场强信息包括信息采集节点的ID以及信号强度；
信息收集中心发送场强收集指令，接收信息采集节点反馈的场强信息，并根据所述场强信息建立路由表；接收信息采集节点传送的场强信息，并通过WiFi网关传送至中央控制平台。
所述的无线数据接入系统的无线网络信息收集平台，每个信息采集节点与n个计量表终端关联，用于采集计量表参数，每个计量表作为一个数据采集的固定节点，用于采集水、电、热、气、温度、湿度、安全告警、视频监控信息；n为大于1的自然数。
所述信息采集中心嵌入到计量表中，与计量表形成一体化设计，成为固定节点无线数据接入系统的无线计量表，接入固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络的下行网络。
所述的无线数据接入系统的无线网络信息收集平台，每个计量表作为一个数据采集点，所述信息采集节点与计量表的485或232总线接口相连，形成485或232接口的信息采集节点，接入固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络的下行网络。
本发明的有益效果：
1、本发明无线网络信息收集平台，可以形成信息收集中心和计量表之间的透明的通信通道，实现计量表和信息收集中心之间的透明数据采集。通过构建一种自组织的MESH网络结构特征的无线数据接入系统，可以定时周期的采集社区的各种信息，并上报监控中心，能够提升社区应用环境的各种无线信息采集的效率。
2、本发明无线网络信息收集平台，采用基于固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络技术，兼具分布式和集中式系统的特征，可以有效可靠的解决社区的各种信息采集问题。具有效率高、功耗低、采集信息多的优点。通过在数个社区试点，信息采集及时、准确，历史记录保存完整、信息收集周期可以根据用户需求随时修改，极大的增强了系统收集的灵活性。
3、本发明无线网络信息收集平台，成本低、使用方便、操作简单，可为用户实时准确的数据采集、监测、控制提供无缝的、高速实时的、可靠的、低成本的解决方案。例如应用于电力自动抄表系统，具有网络覆盖率高、结构灵活、可靠性高、通用性强、施工铺设简单、维护方便以及工程总成本低等特点。
附图说明
图1是本发明无线网络信息收集平台的方框结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
参见图1，本实施例的无线数据接入系统的无线网络信息收集平台，包括m个信息采集节点（ICU Information Collect Unit）30、信息收集中心（ICC Information Collection Center）20；所述信息收集中心20通过WiFi网关10与中央控制平台（CCP Central Control Platform）100连接通信，所述信息采集节点、信息收集中心作为用户的数据采集设备以及数据处理设备，相互连接，协调工作，构成无线数据接入系统，其中，
所述信息收集中心接收中央控制平台发送的信息采集节点的ID映射表，并发送建立路由信标，建立固定节点无线接入系统的无线自组织网络；
信息采集节点转发所述建立路由信标，记录周围的场强信息并反馈回信息收集中心；所述场强信息包括信息采集节点的ID以及信号强度；
信息收集中心发送场强收集指令，接收信息采集节点反馈的场强信息，并根据所述场强信息建立路由表；接收信息采集节点传送的场强信息，并通过WiFi网关传送至中央控制平台。
信息采集中心嵌入到计量表中，与计量表形成一体化设计，成为固定节点无线数据接入系统的无线计量表，接入固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络的下行网络。m为大于1的自然数。
实施例2
参见图1，本实施例的无线网络信息收集平台，与实施例1的不同之处在于：每个计量表作为一个数据采集点，所述信息采集节点与计量表的485或232总线接口相连，形成485或232接口的信息采集节点，接入固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络的下行网络。
所述的无线数据接入系统的无线网络信息收集平台，每个信息采集节点与n个计量表终端关联，用于采集计量表参数，每个计量表作为一个数据采集的固定节点，用于采集水、电、热、气、温度、湿度、安全告警、视频监控信息；n为大于1的自然数。
固定节点是指信息采集终端位置相对固定，亦即接收数据的位置是固定的。典型应用就是社区的计量表终端，采集水、电、热、气、温度、湿度、安全告警、视频监控等数据信息，并无线发送至信息采集中心。
实施例3
本实施例以智能电表为例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
参见图1，无线数据接入系统的无线网络信息收集平台，包括信息采集节点30、信息收集中心20以及WiFi网关10；信息采集节点30用于采集电表参数，通过固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络传送至信息收集中心20；该信息收集中心20用于接收上述信息采集节点30传送的电表参数，并通过网关10传送至中央控制平台100；该网关10，促成信息收集中心20与中央控制平台100之间的通信，使得该无线网络信息收集平台可与电路系统中的中央控制平台100连接通信。
在固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络中，ICU和ICC是与用户的数据采集设备以及数据处理设备，相互连接，协调工作，共同构成完整的数据采集接入系统。因此，固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络实际上是一个通信中间件。用户的数据采集设备将采集到的数据交给ICU发送；ICC接收ICU发出的数据，再通过所述WiFi网关交给用户数据处理设备进行后续处理。本实施例中，数据采集设备可为信息采集节点30，用户数据处理设备为社区智能管理中的中央控制平台100。
上述固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络信息采集平台，是将固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络作为信息收集中心20的下行采集通道，实现信息收集中心20和电表之间的数据的透明传输，具体的方式如下：将电表作为一个计量点，同时也是一个数据采集点，ICU安装在电表侧；ICU的安装既可以嵌入到电表中，与电表形成一体化的设计，成为固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络无线电表，同时也可以设置于信息采集节点30与电表的485总线相连，形成485信息采集节点30；将ICC安装在信息收集中心20侧，信息收集中心20可以将ICC嵌入到信息收集中心20中，也可以通过485或232接口与信息收集中心20连接。构建好以上的机构之后，即可开通组网，形成固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络的下行网络，该网络可以形成信息收集中心20和电表之间的透明的通信通道，实现电表和信息收集中心20之间的透明数据采集，信息收集中心20可以通过645规约，直接读取网内任意电表的参数。本实施例中，ICU设置于信息采集节点30，ICC设置于信息收集中心20。安装在信息收集中心20的ICC与安装在信息采集节点30的ICU之间可以通信，而ICU相互之间按照指定路由协议转发通信。
上述信息收集中心20接收中央控制平台100的读表指令后，将该读表指令发送给下一级的信息采集节点30；接收该读表指令的信息采集节点30通过多跳路由的方式，再进一步转发其他的信息采集节点30；接收到该读表指令的信息采集节点30可采集与其关联电表的电表参数，该电表参数至少包括电表所显示的用电度数等；一个信息采集节点30可与一个或多个电表关联，采集电表参数；该信息采集节点30在采集到电表参数后，通过其他信息采集节点30转发或者直接反馈给信息收集中心20；该信息收集中心20在收集到固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络中电表参数后，通过WiFi网关发送给中央控制平台100，以便中央控制平台100完成对电表进行优化调度、控制或者计费等功能。
上述固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络信息采集平台，在进行自动化抄表之前，需要先进行固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络组网。
上述中央控制平台100可用于规划网络结构，确定微蜂窝地域及数量，形成蜂窝结构；并根据该蜂窝结构确定ICC的编码方案；以及根据该ICC的编码方案，分配频率资源给ICC，确定ICU的物理ID及逻辑ID，形成两者的ID映射表。
设置有ICC的信息收集中心20，可从该中央控制平台100中下载该ID映射表，并在确定所有的ICU都在线后，指示ICC建路由，组网络。
首先，上述信息收集中心20的ICC发出建立路由信标（组网信标），由于固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络中的网络特性，该组网信标只能发送至ICC附近的第一级信息采集节点30中ICU，本实施例中的固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络为多级多跳（MESH）的网络结构。因此，该组网信标还需通过接收到该组网信标的ICU继续转发，才能使其被固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络中的所有ICU接收；且该ICU转发组网信标至其他ICU后，还可收集相应ICU的场强信息；该场强信息可包括：信息采集节点30的ID以及信号强度等；该周围的场强信息可以是该信息采集节点30可以转发到的其他信息采集节点30的场强信息。上述信息采集节点30可将收集的场强信息以多跳路由的方式进行传输，反馈至信息收集中心20。该信息采集节点30与信息采集节点30之间，以及信息采集节点30与信息收集中心20之间通过WiFi方式进行通信。
上述信息收集中心20还用于发送场强收集指令。该信息收集中心20的ICC在发送组网信标后的设定时隙内，再发送场强收集指令，进行场强信息的收集。该场强收集指令可通过多跳路由的方式在信息采集节点30间转发，接收到该收集场强指令的信息采集节点30可将相应的场强信息（其收集的场强信息）反馈给信息收集中心20。
上述信息收集中心20还用于接收信息采集节点30反馈的场强信息；以及，根据上述场强信息建立路由表。该信息收集中心20接收信息采集节点30反馈的场强信息后，建立相应的场强信息数据库，并通过对该场强信息数据库中的相应场强信息进行分析后，建立上述固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络的路由表，组建固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络。
上述信息采集节点30还用于通过TDMA协议确认转发的时隙，以及通过CSMA协议建立转发的侦测以及回避机制。增强了固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络中数据传输的可靠性，提升了传输效率。
信息收集中心20的ICC发送组网信标开始组网过程后，进入组网进程第一阶段即网络测量阶段，在此阶段，网络拒绝响应任何操作指令；然后，进入组网进程第二阶段即网络学习阶段，在此阶段，网络可以响应中央控制平台100的终止进程指令和回送学习结果指令；回送学习结果为组网进程第二阶段的一部分，将学习的结果根据回送学习结果指令进行回送，该指令为状态开关指令，如开启，则学习成功一个，回送一个，如关闭，则停止；再是，进程结束，ICC向信息收集中心20的MCU发送进程结束指令。信息收集中心20的MCU在收到该指令后，表示组网结束，在该指令中包括：在网节点数和不在网节点数。如此，可自动组建高效、可靠的固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络，进行电表参数的采集，极大地提高了电表参数采集的效率。
Claims (4)
1.一种无线数据接入系统的无线网络信息收集平台，包括m个信息采集节点、信息收集中心，m为大于1的自然数；所述信息收集中心通过WiFi网关与中央控制平台连接通信，所述信息采集节点、信息收集中心作为用户的数据采集设备以及数据处理设备，相互连接，协调工作，构成无线数据接入系统，其特征在于：
所述信息收集中心接收中央控制平台发送的信息采集节点的ID映射表，并发送建立路由信标，建立固定节点无线接入系统的无线自组织网络；
信息采集节点转发所述建立路由信标，记录周围的场强信息并反馈回信息收集中心；所述场强信息包括信息采集节点的ID以及信号强度；
信息收集中心发送场强收集指令，接收信息采集节点反馈的场强信息，并根据所述场强信息建立路由表；接收信息采集节点传送的场强信息，并通过WiFi网关传送至中央控制平台。
2.根据权利要求1所述的无线数据接入系统的无线网络信息收集平台，其特征在于：每个信息采集节点与n个计量表终端关联，用于采集计量表参数，每个计量表作为一个数据采集的固定节点，用于采集水、电、热、气、温度、湿度、安全告警、视频监控信息；n为大于1的自然数。
3.根据权利要求2所述的无线数据接入系统的无线网络信息收集平台，其特征在于：信息采集中心嵌入到计量表中，与计量表形成一体化设计，成为固定节点无线数据接入系统的无线计量表，接入固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络的下行网络。
4.根据权利要求2所述的无线数据接入系统的无线网络信息收集平台，其特征在于：每个计量表作为一个数据采集点，所述信息采集节点与计量表的485或232总线接口相连，形成485或232接口的信息采集节点，接入固定节点无线数据接入系统的无线自组织网络的下行网络。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150401 |