無線電力抄表系統(tǒng)的傳輸中繼站設(shè)計
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3．2．1 路由發(fā)現(xiàn)過程
集中器在路由發(fā)現(xiàn)過程中一直處于接收狀態(tài)，新加入節(jié)點首先向網(wǎng)絡(luò)廣播路由請求幀。首次發(fā)起路由請求幀設(shè)置為TTL=1，限制了廣播的半徑，當路由請求節(jié)點較多時又可有效避免“廣播風暴”。中間節(jié)點收到路由請求幀時，如果需要轉(zhuǎn)發(fā)，則把自已的地址添加到幀中的：RouteTable中，直到集中器收到路由請求幀。集中器通過最短路徑法則獲取最佳路由，并且原路返回路由應(yīng)答命令到新加入節(jié)點，新加入節(jié)點獲取了到集中器的路由信息，此時全路徑的路由就建立起來了。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201809/388661.htm
由于源節(jié)點維持一個計時器，在發(fā)送RREQ后開始計時，計時器滿時若沒有收到RREP，則認為此次路由建立失敗，此時檢測TTL是否大于設(shè)置的最大跳數(shù)。本設(shè)計設(shè)置TTL為6，即最多經(jīng)過5個中間節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)。若TTL小于6，將TTL加1后再次廣播，否則等待10分鐘重新發(fā)起路由請求。路由建立流程如圖7所示。
3．2．2 路由維護
在實際應(yīng)用中，由于節(jié)點的加入和退出、天氣及突發(fā)的于擾源等原因造成原有的路由功能失效、部分節(jié)點不可達等情況，有必要加入路由維護機制。協(xié)議借鑒DSR路由協(xié)議的維護機制，在分組發(fā)送的過程中，路由中的某節(jié)點通過發(fā)送應(yīng)答機制發(fā)現(xiàn)到下一節(jié)點的路徑不可達，將按原路徑返回路由錯誤幀。路由錯誤幀包含中斷的上端節(jié)點和下端節(jié)點，所有收到RREQ路由錯誤的節(jié)點都會檢查自身的路由表是否包含此錯誤鏈路。若包含則將此路徑刪除，重新發(fā)起路由請求；否則，簡單丟棄。
3．3 中繼轉(zhuǎn)發(fā)
當路由建立和抄表數(shù)據(jù)傳輸時，如果節(jié)點在集中器的覆蓋范圍之外，則需要利用中繼轉(zhuǎn)發(fā)來實現(xiàn)組網(wǎng)和無線抄表。中繼節(jié)點根據(jù)幀標志位和幀中包含的路由表進行轉(zhuǎn)發(fā)，同時中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點通過序列號和源地址中對應(yīng)的值來識別是否收到過此幀，若之前已經(jīng)收到過，則直接丟棄，從而解決了路由環(huán)路造成的數(shù)據(jù)幀無限制轉(zhuǎn)發(fā)問題。轉(zhuǎn)發(fā)流程如圖8所示。在路由建立階段，當節(jié)點收到目的節(jié)點非本地地址的廣播幀時，隨即將本地地址添加到幀中的RouteTable中，并將TTL加1，然后轉(zhuǎn)發(fā)。在抄表階段，該節(jié)點首先判斷TTL是否滿足設(shè)定的條件。如果滿足，則判斷該轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點地址是否在幀路由表中。若在，則進行轉(zhuǎn)發(fā)；否則，簡單丟棄。
考慮到廣播、轉(zhuǎn)發(fā)幀引起的同頻干擾造成的沖突，結(jié)合CC1110射頻芯片的特性，引入CSMA—CA機制，即載波偵聽多點接入／避免沖撞。其特點是在軟件的控制下，利用空閑信道評估(CCA)來指示當前信道是否空閑，若評估結(jié)果為信道不可用，則隨機退避一段時間后再次檢測，
直到信道可用才發(fā)送數(shù)據(jù)，從而通過降低沖突概率提高抄表的可靠性。
結(jié)語
目前，供電公司、物業(yè)公司等部門計量收費管理已廣泛采用人工智能化抄表技術(shù)。本文通過應(yīng)用改進的無線中繼路由協(xié)議，簡化路由協(xié)議的開發(fā)難度，提高抄表的系統(tǒng)性能，有效延長了抄表的距離，同時采用CC1110射頻芯片實現(xiàn)無線中繼硬件電路，有效節(jié)約商業(yè)成本。由于微功率無線通信協(xié)議并沒有統(tǒng)一的標準，本文定義的協(xié)議可能與其他相關(guān)協(xié)議不兼容，但在此基礎(chǔ)上簡單修改即可通用。
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