CN204305082U - 基于无线传感器网络和rfid网络的智能抄表系统 - Google Patents

基于无线传感器网络和rfid网络的智能抄表系统 Download PDF

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袁晓露
王继良
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RUAN TECHNOLOGY CO., LTD.
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Abstract

本实用新型提供一种基于无线传感器网络和RFID网络的智能抄表系统，包括：布设在各个分区域内的分区域无线传感器节点；相邻的分区域无线传感器节点能够互相通信；待抄电表位于各分区域内；智能车，所述智能车上安装有RFID阅读器，以及与RFID阅读器连接的车载无线传感器节点；管理终端，以及与管理终端连接的终端无线传感器节点；终端无线传感器节点位于一个分区域内；主动RFID标签，所述主动RFID标签与电表连接；各分区域无线传感器节点、车载无线传感器节点以及终端无线传感器节点能够自组网形成无线传感器网络。RFID阅读器用于在主动RFID标签发送的射频信号范围内读取主动RFID标签发送的电表信息。该系统可使抄表效率和准确性大大提高。

Description

基于无线传感器网络和RFID网络的智能抄表系统
技术领域
本实用新型涉及一种自动抄表系统，尤其是一种基于无线传感器网络和RFID网络的智能抄表系统。
背景技术
目前家用电表的抄表主要还是依靠人工挨家挨户上门抄表，抄表员的劳动强度大，特别是在没有电梯的多层房子中抄表时，抄表员一天需要上下往复非常多的楼层。人工抄表读数有时候避免不了产生误差，会导致用户的不满。
现有的一些自动抄表系统主要依靠电力载波传输用电信息，由于电力线路中的大型用电设备产生的干扰，以及载波信号串扰问题，抄到率大大下降，一般只有60％左右。
RFID标签俗称电子标签，配合RFID阅读器，可以在一定距离内通过射频信号读取RFID标签内的信息。RFID标签中存储一个唯一编码，其地址空间大大高于条码所能提供的空间，因此可以实现单品级的物品编码。
无线传感器网络是随着近年来物联网的发展，新出现的一种能够实现自组网的网络。无线传感器网络以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革，无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种基于无线传感器网络和RFID网络的智能抄表系统，在电表上连接主动RFID标签，通过RFID阅读器读取用电信息，并利用自组网形成的无线传感器网络传输用电信息，抄表的效率大大提高，准确性也得到了提高。本实用新型采用的技术方案是：
一种基于无线传感器网络和RFID网络的智能抄表系统，包括：
布设在各个分区域内的分区域无线传感器节点，各分区域无线传感器节点的信号覆盖所在分区域；相邻的分区域无线传感器节点能够互相通信；待抄电表位于各分区域内；
智能车，所述智能车上安装有RFID阅读器，以及与RFID阅读器连接的车载无线传感器节点；
管理终端，以及与管理终端连接的终端无线传感器节点；终端无线传感器节点位于一个分区域内；
主动RFID标签，所述主动RFID标签与电表连接；
各分区域无线传感器节点、车载无线传感器节点以及终端无线传感器节点能够自组网形成无线传感器网络；
RFID阅读器用于在主动RFID标签发送的射频信号范围内读取主动RFID标签发送的电表信息。
进一步地，RFID阅读器与车载无线传感器节点之间通过Usart接口连接。
本实用新型的优点在于：本智能抄表系统大大降低了抄表员的劳动强度，提高了抄表效率。抄表员只需要驾驶智能车行驶在道路上，道路旁建筑内的电表用电信息就可以自动被车上的RFID阅读器所读取，并利用自组网形成的无线传感器网络实时回传至管理终端。
附图说明
图1为本实用新型的分区域示意图。
图2为本实用新型的智能车与管理终端示意图。
图3为本实用新型的电表侧示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
一个待抄电表的总区域可以是一个城市，或者一个乡镇；此总区域如图1所示，划分为许多个分区域1，因此每个分区域1中至少设置一个分区域无线传感器节点2。划分分区域的原因是无线传感器节点的信号传输范围有限，往往不能覆盖整个城市或者乡镇。
本实用新型所提出的基于无线传感器网络和RFID网络的智能抄表系统，如图1所示，包括：
布设在各个分区域1内的分区域无线传感器节点2，各分区域无线传感器节点2的信号覆盖所在分区域；相邻的分区域无线传感器节点2能够互相通信；待抄电表位于各分区域内；
智能车，所述智能车上安装有RFID阅读器3，以及与RFID阅读器3连接的车载无线传感器节点4；如图2所示。
管理终端5，以及与管理终端5连接的终端无线传感器节点6；终端无线传感器节点6位于一个分区域内；如图2所示。
主动RFID标签7，所述主动RFID标签7与电表连接；如图3所示。
各分区域无线传感器节点2、车载无线传感器节点4以及终端无线传感器节点6能够自组网形成无线传感器网络；
RFID阅读器3用于在主动RFID标签7发送的射频信号范围内读取主动RFID标签7发送的电表信息。
下面对本实用新型的各个组成部分做详细说明。
各无线传感器节点（包括分区域无线传感器节点2、车载无线传感器节点4以及终端无线传感器节点6）都采用GreenOrbs公司生产的GEN-0200B，基于2.4GHZ无线传感器节点。主动RFID标签7采用GreenOrbs公司生产的GRF-0500B基于2.4GHZ RFID主动标签。RFID阅读器3采用GreenOrbs公司生产的GRF-0400U基于2.4GHZ RFID阅读器。
主动RFID标签7由于能耗原因，通常情况下是处于休眠状态，通过行进的智能车搭载的RFID阅读器3进行对RFID标签信息的查询读取。主动RFID标签7利用电池供电，其采集电表用电信息后，能够在一定范围内被RFID阅读器3所读取。
车载的RFID阅读器3采用单天线的设计，RFID阅读器3与主动RFID标签7的通信距离取决于RFID标签天线和阅读器天线的朝向。在实际应用中，RFID阅读器3与主动RFID标签7的通信距离为1公里左右即可满足需要。当智能车在待抄电表所在建筑旁的道路上驶过时，就能够读取主动RFID标签7的信息。RFID阅读器3与车载无线传感器节点4之间通过Usart接口连接。RFID阅读器3采用实时操作系统FreeRTOS，芯片采用ARM7核，可以快速处理数据，即使在拥塞的情况下，也可以保证数据收集。
车载的RFID阅读器3读取到用电信息后，则需要实时回传该信息。本实用新型利用无线传感器自组网来实现用电信息的传输。车载无线传感器节点4在进入一个新的分区域后，能够通过自组网的方式加入到无线传感器网络中。车载无线传感器节点4能够及时地将RFID阅读器3读取到的电表的用电信息通过无线传感器网络发送给管理终端5。
管理终端5因为也连接有一个终端无线传感器节点6，通过终端无线传感器节点6自组网加入无线传感器网络中，管理终端5与无线传感器网络也连通。管理终端5还可以发送控制RFID阅读器3的指令。智能车在收到管理终端5的指令后，通过RFID阅读器3进行用电信息读取，同时将用电信息通过无线传感器网络发送给管理终端5。管理终端5采用PC机即可。

Claims (2)

1.一种基于无线传感器网络和RFID网络的智能抄表系统，其特征在于，包括：
布设在各个分区域(1)内的分区域无线传感器节点(2)，各分区域无线传感器节点(2)的信号覆盖所在分区域；相邻的分区域无线传感器节点(2)能够互相通信；待抄电表位于各分区域内；
智能车，所述智能车上安装有RFID阅读器(3)，以及与RFID阅读器(3)连接的车载无线传感器节点(4)；
管理终端(5)，以及与管理终端(5)连接的终端无线传感器节点(6)；终端无线传感器节点(6)位于一个分区域内；
主动RFID标签(7)，所述主动RFID标签(7)与电表连接；
各分区域无线传感器节点(2)、车载无线传感器节点(4)以及终端无线传感器节点(6)能够自组网形成无线传感器网络；
RFID阅读器(3)用于在主动RFID标签(7)发送的射频信号范围内读取主动RFID标签(7)发送的电表信息。
2.如权利要求1所述的基于无线传感器网络和RFID网络的智能抄表系统，其特征在于：
RFID阅读器(3)与车载无线传感器节点(4)之间通过Usart接口连接。
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