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          無(wú)線(xiàn)電力抄表系統(tǒng)的傳輸中繼站設(shè)計(jì)

          作者: 時(shí)間:2018-09-07 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          摘要:提出一種無(wú)線(xiàn)電力抄表系統(tǒng)傳輸中繼站的設(shè)計(jì),簡(jiǎn)要介紹了集中器和采集終端,著重闡述數(shù)據(jù)傳輸中繼電路部分。通過(guò)CC1110芯片設(shè)計(jì)了無(wú)線(xiàn)中繼模塊的硬件電路和智能電表接口電路。在分析抄表系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,參考現(xiàn)行的幾種路由協(xié)議,通過(guò)改進(jìn)的DSR路由協(xié)議,很好地解決了無(wú)線(xiàn)電力抄表系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸中繼問(wèn)題。
          關(guān)鍵詞:無(wú)線(xiàn)抄表;自組網(wǎng);CC1110;傳輸中繼

          引言
          無(wú)線(xiàn)抄表技術(shù)是基于微功率、短距離、智能化的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),通過(guò)采用高度集成的SoC或者利用微控制器及無(wú)線(xiàn)射頻芯片,結(jié)合少量的外圍器件構(gòu)成無(wú)線(xiàn)電力抄表的專(zhuān)用或通用模塊。單跳星型網(wǎng)絡(luò)是目前無(wú)線(xiàn)抄表采用最多的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但其存在通信距離有限、只能在中心節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)通信、網(wǎng)絡(luò)容量小的缺點(diǎn)。本文提出一種基于CC1110的無(wú)線(xiàn)抄表中繼方法,其通信質(zhì)量好,經(jīng)濟(jì)適用,通過(guò)應(yīng)用改進(jìn)的DSR路由協(xié)議可以提高無(wú)線(xiàn)鏈路的吞吐率及傳輸可靠性,并且增加系統(tǒng)的覆蓋范圍和魯棒性,可更好地應(yīng)用于電力自動(dòng)化系統(tǒng)。

          1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
          無(wú)線(xiàn)抄表系統(tǒng)由下行終端設(shè)備(包括無(wú)線(xiàn)收發(fā)器和智能電表)、數(shù)據(jù)集中器上行終端(系統(tǒng)主站)構(gòu)成。當(dāng)智能電表在集中器覆蓋范圍之外時(shí),需要借助其他無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)多跳傳輸。設(shè)計(jì)將無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)內(nèi)嵌到電表中,與電表外設(shè)通信接口相連接,通過(guò)MCU與射頻模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)及轉(zhuǎn)發(fā)等操作。無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)的通信橋梁,在實(shí)現(xiàn)中繼傳輸過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。系統(tǒng)基本組成如圖1所示。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201809/388661.htm


          集中器和各終端設(shè)備自行組織網(wǎng)絡(luò),通過(guò)無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和中繼。集中器負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的建立和維護(hù),其同時(shí)具有路由功能以進(jìn)行抄表數(shù)據(jù)的上傳和各節(jié)點(diǎn)的抄收工作。下行終端設(shè)備與集中器、系統(tǒng)主站之間建立一個(gè)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信信道。
          具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程:設(shè)備連接時(shí),先進(jìn)行初始化工作,保證網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能成功加入網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)需要進(jìn)行電表數(shù)據(jù)采集時(shí),系統(tǒng)主站首先通過(guò)光纖或GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送抄表命令到集中器,集中器收到命令后,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)建立的路由信息,以輪詢(xún)的方式向每個(gè)對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送抄表命令。無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)采用有線(xiàn)方式連接到智能電表,當(dāng)收到來(lái)自集中器的抄表命令后,讀取電表數(shù)據(jù),并根據(jù)規(guī)定好的通信協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,轉(zhuǎn)換為適合在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)母袷健V蟾鶕?jù)改進(jìn)的DSR路由中繼算法,尋找最優(yōu)路徑,通過(guò)無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)或直接發(fā)送給集中器,再由集中器通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)或光纖傳送給系統(tǒng)主站。

          2 無(wú)線(xiàn)中繼節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)
          中繼節(jié)點(diǎn)模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)電表的網(wǎng)絡(luò)功能,智能電表通過(guò)這個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)與集中器和其他無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交換。當(dāng)集中器覆蓋范圍內(nèi)的智能電表收到抄表命令時(shí),通過(guò)無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)直接上報(bào)電表數(shù)據(jù),而在覆蓋范圍外的智能電表則需要其他無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行接力傳輸。其模塊構(gòu)成如圖2所示。


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