CN107708172B - 一种智能家居电表抄表系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能家居电表抄表系统，包括电表数据采集模块、通信模块和数据处理平台，所述电表数据采集模块为用于监测电表并收集电表数据的无线传感器网络，通信模块将电表数据采集模块发送的电表数据传送至数据处理平台，所述数据处理平台用于对收到的电表数据进行汇总、存储处理，并提供查询服务。本发明采用电表数据采集模块、通信模块和数据处理平台相配合的形式，实现了电表数据的自动获取，省时省力，且便于用户查询。

Description

一种智能家居电表抄表系统
技术领域
本发明涉及电表管理技术领域，具体涉及一种智能家居电表抄表系统。
背景技术
传统的抄表收费方式基于人工进行抄表，存在的弊病越来越突出，入户难，管理费用高，抄表劳动强度大等问题越来越严重，改善现有的抄表收费方式也成了计量部门经营管理上的重要问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种智能家居电表抄表系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种智能家居电表抄表系统，包括电表数据采集模块、通信模块和数据处理平台，所述电表数据采集模块为用于监测电表并收集电表数据的无线传感器网络，通信模块将电表数据采集模块发送的电表数据传送至数据处理平台，所述数据处理平台用于对收到的电表数据进行汇总、存储处理，并提供查询服务。
本发明的有益效果为：采用电表数据采集模块、通信模块和数据处理平台相配合的形式，实现了电表数据的自动获取，省时省力，且便于用户查询。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1本发明的结构框图；
图2是本发明数据处理平台的连接框图。
附图标记：
电表数据采集模块1、通信模块2、数据处理平台3、数据接收模块10、数据分析处理模块20、数据存储模块30、查询模块40。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1、图2，本实施例提供的一种智能家居电表抄表系统，包括电表数据采集模块1、通信模块2和数据处理平台3，所述电表数据采集模块1为用于监测电表并收集电表数据的无线传感器网络，通信模块2将电表数据采集模块1发送的电表数据传送至数据处理平台3，所述数据处理平台3用于对收到的电表数据进行汇总、存储处理，并提供查询服务。
优选地，所述数据处理平台3包括数据接收模块10、数据分析处理模块20、数据存储模块30、查询模块40，所述数据接收模块10、数据存储模块30与所述数据分析处理模块20连接，所述查询模块40与所述数据存储模块30连接。
优选地，所述的电表数据采集模块1包括电表监测节点和基站，初始时，电表监测节点分簇并划分为电表数据采集节点和簇头节点，电表数据采集节点采集电表数据并将电表数据发送至相应的簇头节点，簇头节点收集簇内各电表数据采集节点发送的电表数据，融合电表数据后发送至基站，进而由基站将电表数据发送至数据处理平台3。
其中，电表监测节点包括传感器单元、处理器单元、无线通信单元和能量供应单元，传感器单元用于采集电表数据；处理器单元控制整个电表监测节点的操作，存储和处理采集的电表数据；无线通信单元用于实现与其他电表监测节点和基站之间的通信。
本发明上述实施例采用电表数据采集模块1、通信模块2和数据处理平台3相配合的形式，实现了电表数据的自动获取，省时省力，且便于用户查询。
在一个实施例中，初始时，电表监测节点分簇并划分为电表数据采集节点和簇头节点，具体包括：
(1)各电表监测节点选取一个[0,1]之间的随机数，将随机数大于0.5的电表监测节点作为备选簇头节点，将满足下列公式的备选簇头节点作为簇头节点：
Figure BDA0001414003940000021
式中，Wi为备选簇头节点i的当前剩余能量，j表示备选簇头节点i的第j个邻居节点，Wj表示j的当前剩余能量，Ri表示备选簇头节点i的邻居节点数目，rj表示j的邻居节点数目，WT为设定的能量比阈值，
Figure BDA0001414003940000022
为设定的取值函数，当
Figure BDA0001414003940000023
时，
Figure BDA0001414003940000024
Figure BDA0001414003940000025
当
Figure BDA0001414003940000026
时，
Figure BDA0001414003940000027
(2)其他电表监测节点作为电表数据采集节点，并选择距离最近的簇头节点加入簇，完成首轮分簇；
(3)开始新的一轮簇头节点选举时，按照下列公式确定各电表监测节点成为簇头节点的概率，选择概率最大的电表监测节点作为新一轮的簇头节点：
Figure BDA0001414003940000031
式中，Pk(t)表示电表监测节点k在-时刻成为簇头节点的概率，Wk(t)表示电表监测节点k在t时刻的当前剩余能量，ΔW(t)表示在t时刻所有电表监测节点的当前剩余能量的总和，M是上一轮簇头节点的数量，Qk为在电表监测节点k通信范围内的电表监测节点数量，Q为无线传感器网络中部署的电表监测节点数量。
本实施例进行簇头节点选取时采用随机选取和概率选取相结合的方式，优化了簇头节点选取的过程，减少了迭代算法的时间和功耗，保证选取的簇头节点有充足的能量、较大的覆盖面积，且能够实现簇头节点分布的均衡，有益于延长无线传感器网络的生命周期，保障电表数据的有效收集。
在一个实施例中，簇头节点定期监测簇内电表数据采集节点的信誉，当簇头节点监测到某一簇内电表数据采集节点的信誉值低于设定的信誉值阈值的次数大于三次时，簇头节点向该电表数据采集节点发出休眠指令，电表数据采集节点收到休眠指令后，即进入休眠；
其中，按照下列公式计算电表数据采集节点的信誉值：
Figure BDA0001414003940000032
式中，
Figure BDA0001414003940000033
表示簇头节点在第n次监测到的电表数据采集节点a的信誉值，
Figure BDA0001414003940000034
表示簇头节点在第n-1次监测到的电表数据采集节点a的信誉值，
Figure BDA0001414003940000035
表示簇头节点在第n次监测到的电表数据采集节点a在一个设定的监测周期内成功发送电表数据包的次数，
Figure BDA0001414003940000036
表示簇头节点在第n次监测到的电表数据采集节点a在一个设定的监测周期内丢弃电表数据包的次数，μa表示电表数据采集节点a在该设定的监测周期内采集的电表数据的数量，Ea表示电表数据采集节点a在该设定的监测周期内采集的电表数据的偏离程度大于设定的偏离程度阈值的次数，设电表数据采集节点a在第t时刻采集的电表数据的偏离程度为θa(t)，定义
Figure BDA0001414003940000037
其中C(t)表示在该监测周期内的第t时刻簇内电表数据采集节点采集的电表数据的平均值，Y(t)表示在该监测周期内的第t时刻电表数据采集节点a采集的电表数据，；为设定的衰减系数，；的设定取值范围为[0.2,0.4]。
本实施例设定了根据数据偏离程度和电表数据包的通信传输质量两个因素自定义了电表数据采集节点的信誉值计算公式，通过信誉值的大小评估电表数据采集节点的有效性，能够及时地识别出恶意电表监测节点的干扰，对信誉值一直偏低的电表数据采集节点进行休眠，能够有效地从无线传感器网络内部提高电表数据融合的安全性能，计算过程简单，能耗低。
在一个实施例中，簇头节点融合簇内各电表数据采集节点发送的电表数据前对电表数据进行筛选，具体包括：
(1)设当前信誉值大于设定的信誉值阈值的电表数据采集节点集合为S＝{s1,s2,…,sW}，W表示电表数据采集节点的数量，计算各电表数据采集节点采集的电表数据的可信度：
Figure BDA0001414003940000041
式中，Yη(T)表示电表数据采集节点η在T时刻采集的电表数据，
Figure BDA0001414003940000042
表示Yη(T)的可信度，Yx(T)表示信誉值大于设定的信誉值阈值的电表数据采集节点x在T时刻采集的电表数据；
(2)设定可靠度阈值，簇头节点对低于可靠度阈值的电表数据进行剔除，并将剩余的电表数据与自己采集的电表数据一起进行融合操作。
本实施例中，簇头节点融合簇内各电表数据采集节点发送的电表数据前对电表数据进行筛选，只对可靠的电表数据进行融合操作，能够提高电表数据融合的精确度，有益于提高系统的抄表精度，其中，根据信誉值设计了电表数据的可靠度计算公式，能够有效准确地评价电表数据的可靠性，计算过程简单，效率较高。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.一种智能家居电表抄表系统，其特征是，包括电表数据采集模块、通信模块和数据处理平台，所述电表数据采集模块为用于监测电表并收集电表数据的无线传感器网络，通信模块将电表数据采集模块发送的电表数据传送至数据处理平台，所述数据处理平台用于对收到的电表数据进行汇总、存储处理，并提供查询服务；所述的电表数据采集模块包括电表监测节点和基站，初始时，电表监测节点分簇并划分为电表数据采集节点和簇头节点，电表数据采集节点采集电表数据并将电表数据发送至相应的簇头节点，簇头节点收集簇内各电表数据采集节点发送的电表数据，融合电表数据后发送至基站，进而由基站将电表数据发送至数据处理平台；电表监测节点包括传感器单元、处理器单元、无线通信单元和能量供应单元，传感器单元用于采集电表数据；处理器单元控制整个电表监测节点的操作，存储和处理采集的电表数据；无线通信单元用于实现与其他电表监测节点和基站之间的通信；初始时，电表监测节点分簇并划分为电表数据采集节点和簇头节点，具体包括：
(1)各电表监测节点选取一个[0,1]之间的随机数，将随机数大于0.5的电表监测节点作为备选簇头节点，将满足下列公式的备选簇头节点作为簇头节点：
Figure FDA0002362388050000011
式中，Wi为备选簇头节点i的当前剩余能量，j表示备选簇头节点i的第j个邻居节点，Wj表示j的当前剩余能量，Ri表示备选簇头节点i的邻居节点数目，rj表示j的邻居节点数目，WT为设定的能量比阈值，
Figure FDA0002362388050000012
为设定的取值函数，当
Figure FDA0002362388050000013
时，
Figure FDA0002362388050000014
Figure FDA0002362388050000015
当
Figure FDA0002362388050000016
时，
Figure FDA0002362388050000017
(2)其他电表监测节点作为电表数据采集节点，并选择距离最近的簇头节点加入簇，完成首轮分簇；
(3)开始新的一轮簇头节点选举时，按照下列公式确定各电表监测节点成为簇头节点的概率，选择概率最大的电表监测节点作为新一轮的簇头节点：
Figure FDA0002362388050000018
式中，Pk(t)表示电表监测节点k在t时刻成为簇头节点的概率，Wk(t)表示电表监测节点k在t时刻的当前剩余能量，ΔW(t)表示在t时刻所有电表监测节点的当前剩余能量的总和，M是上一轮簇头节点的数量，Qk为在电表监测节点k通信范围内的电表监测节点数量，Q为无线传感器网络中部署的电表监测节点数量。
2.根据权利要求1所述的一种智能家居电表抄表系统，其特征是，所述数据处理平台包括数据接收模块、数据分析处理模块、数据存储模块、查询模块，所述数据接收模块、数据存储模块与所述数据分析处理模块连接，所述查询模块与所述数据存储模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能家居电表抄表系统，其特征是，簇头节点定期监测簇内电表数据采集节点的信誉，当簇头节点监测到某一簇内电表数据采集节点的信誉值低于设定的信誉值阈值的次数大于三次时，簇头节点向该电表数据采集节点发出休眠指令，电表数据采集节点收到休眠指令后，即进入休眠；
其中，按照下列公式计算电表数据采集节点的信誉值：
Figure FDA0002362388050000021
式中，
Figure FDA0002362388050000022
表示簇头节点在第n次监测到的电表数据采集节点a的信誉值，
Figure FDA0002362388050000023
表示簇头节点在第n-1次监测到的电表数据采集节点a的信誉值，
Figure FDA0002362388050000024
表示簇头节点在第n次监测到的电表数据采集节点a在一个设定的监测周期内成功发送电表数据包的次数，
Figure FDA0002362388050000025
表示簇头节点在第n次监测到的电表数据采集节点a在一个设定的监测周期内丢弃电表数据包的次数，μa表示电表数据采集节点a在该设定的监测周期内采集的电表数据的数量，λa表示电表数据采集节点a在该设定的监测周期内采集的电表数据的偏离程度大于设定的偏离程度阈值的次数，设电表数据采集节点a在第t时刻采集的电表数据的偏离程度为θa(t)，定义
Figure FDA0002362388050000026
其中C(t)表示在该监测周期内的第t时刻簇内电表数据采集节点采集的电表数据的平均值，Y(t)表示在该监测周期内的第t时刻电表数据采集节点a采集的电表数据，v为设定的衰减系数。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108449732A (zh) * 2018-03-03 2018-08-24 深圳智达机械技术有限公司 一种基于大数据和wsn技术的森林生态环境实时监测系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103634873A (zh) * 2013-12-18 2014-03-12 北京煜邦电力技术有限公司 电力抄表系统的无线组网方法和电力抄表设备系统
CN107170224A (zh) * 2017-07-17 2017-09-15 陈剑桃 一种智能家居智能电表无线抄表系统
CN107195170A (zh) * 2017-06-26 2017-09-22 深圳森阳环保材料科技有限公司 一种智能电表无线抄表系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150099010A1 (en) * 2013-10-07 2015-04-09 Reoxcyn Discoveries Group, Inc Redox signaling gel formulation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103634873A (zh) * 2013-12-18 2014-03-12 北京煜邦电力技术有限公司 电力抄表系统的无线组网方法和电力抄表设备系统
CN107195170A (zh) * 2017-06-26 2017-09-22 深圳森阳环保材料科技有限公司 一种智能电表无线抄表系统
CN107170224A (zh) * 2017-07-17 2017-09-15 陈剑桃 一种智能家居智能电表无线抄表系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
智能电网安全与隐私保护相关问题研究;江荣;《中国优秀博士论文全文数据库》;20151115;全文 *

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