專利名稱：遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于流體、氣體、電流計(jì)量表管理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種 能夠利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集、處理、傳輸計(jì)量表信息的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的不斷提髙，廣大住戶對(duì)住宅環(huán)境、物業(yè)管理水平的 要求也日益提高。對(duì)供水、供電、供氣等部門來說，傳統(tǒng)的抄表收費(fèi)方式存 在的弊病越來越突出，入戶難，管理費(fèi)用高，抄表勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題越來越 嚴(yán)重，改善現(xiàn)有的抄表收費(fèi)方式也成了計(jì)量部門經(jīng)營(yíng)管理上的重要問題。現(xiàn)有的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)從通訊方式上分主要有專線通訊、載波通訊和 固定電話通訊等，專線通訊安裝復(fù)雜，后期維護(hù)和維修費(fèi)用大，載波通訊的 信號(hào)質(zhì)量和抗干擾能力比較差，數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量不高，而且他們都要配備復(fù)雜 的編碼和譯碼電路以實(shí)現(xiàn)用戶的區(qū)分，增加了系統(tǒng)的故障因素，降低了系統(tǒng) 的可靠性?；贗EEE 802.15.4的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于廉價(jià)、簡(jiǎn)單、低功耗、低數(shù) 據(jù)傳輸速率(250Kbit/s)以及工作在免申請(qǐng)的ISM (工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療)頻 段的特點(diǎn)，在自動(dòng)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，因此，研究一種 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的、科學(xué)的抄表系統(tǒng)，將是有效解決水、氣、電等資源 管理的措施之一。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和公共通訊網(wǎng)絡(luò) 對(duì)計(jì)量表的信息進(jìn)行遠(yuǎn)程采集、處理、傳輸?shù)倪h(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)它主要由傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、 公共通訊網(wǎng)絡(luò)和管理控制中心三部分組成，其特征在于所述傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò) 能夠采集和發(fā)送計(jì)量表數(shù)據(jù)，公共通訊網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的數(shù) 據(jù)傳遞給管理控制中心，管理控制中心對(duì)收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總處理，存 入數(shù)據(jù)庫，并提供各種方式的査詢服務(wù)，所述的傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)由用戶計(jì)量 表目標(biāo)節(jié)點(diǎn)和基站節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)用戶計(jì)量表上的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)由基 站節(jié)點(diǎn)控制的子網(wǎng)。由于本實(shí)用新型采用傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)與公共通訊網(wǎng)絡(luò)和管理控制中心相 配合的形式，實(shí)現(xiàn)了計(jì)量表數(shù)據(jù)的自動(dòng)獲取，而且具有投資省、數(shù)據(jù)傳輸效 率高、可靠性好，方便用戶查詢等優(yōu)點(diǎn)，是一種有利于對(duì)各類計(jì)量表實(shí)行科 學(xué)管理的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)。

圖1為本實(shí)用新型的工作原理示意圖 圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型目標(biāo)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型基站節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型的傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)工作流程圖。附圖標(biāo)號(hào)說明l一傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、2—公共通訊網(wǎng)絡(luò)、3—管理控制中 心、4一目標(biāo)節(jié)點(diǎn)、5—基站節(jié)點(diǎn)、6—能量供應(yīng)單元、7—傳感器單元、8—處 理器單元、9一無線通信單元、IO—接口設(shè)備、ll一后臺(tái)服務(wù)器、12—計(jì)量表
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1和圖2:本實(shí)用新型所述的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)主要由傳感器節(jié)點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)1、公共通訊網(wǎng)絡(luò)2和管理控制中心3三部分組成，所述傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò) 1能夠采集和發(fā)送計(jì)量表12數(shù)據(jù)，公共通訊網(wǎng)絡(luò)2能夠?qū)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)1 發(fā)送的數(shù)據(jù)傳遞給管理控制中心3,管理控制中心3對(duì)收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯 總處理，存入數(shù)據(jù)庫，并提供各種方式的查詢服務(wù)，所述的傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)1 由用戶計(jì)量表12上的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4和基站節(jié)點(diǎn)5組成，每個(gè)用戶計(jì)量表12上 的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4構(gòu)成了一個(gè)由基站節(jié)點(diǎn)5控制的子網(wǎng)。目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4經(jīng)由公共通 訊網(wǎng)絡(luò)2和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收管理控制中心3發(fā)送的命令，開始采集本地 計(jì)量表12的信息，并對(duì)采集到的信息進(jìn)行處理，然后通過IEEE 802.15. 4直 接擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)將采集到的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)給基站節(jié)點(diǎn)5,基站節(jié)點(diǎn)5能將數(shù)據(jù) 信息傳送到管理控制中心3。如圖l所示，所述的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4包括傳感器單元7、處理器單元8、無線 通信單元9和能量供應(yīng)單元6，傳感器單元7能夠采集計(jì)量表12的信息，并 將采集的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息；處理器單元8控制整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)4的操作， 存儲(chǔ)處理釆集的數(shù)據(jù)信息；無線通信單元9與其他目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4和基站節(jié)點(diǎn)5 之間進(jìn)行通信，交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)信息；所述的基站節(jié)點(diǎn)5都有 一定容量的內(nèi)存，可在基站節(jié)點(diǎn)5與管理控制中心3失去連接的情況下，接 收并暫存來自目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4的數(shù)據(jù)信息，確保數(shù)據(jù)信息的安全傳輸。參照?qǐng)D3，所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4結(jié)構(gòu)上包括傳感器、AC/DC變換電路、微處理 器、存儲(chǔ)器、無線收發(fā)器、電源幾個(gè)部分，所述微處理器與傳感器、存儲(chǔ)器、 無線收發(fā)器相連接，所述傳感器安裝在計(jì)量表12上，感應(yīng)采集表的數(shù)據(jù)，并 通過AC/DC變換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，然后傳送給微處理器，微處理器對(duì)該
信息進(jìn)行處理后存入與之相連的存儲(chǔ)器，同時(shí)通過無線收發(fā)器發(fā)送接收信息; 所述電源與傳感器、微處理器、存儲(chǔ)器、無線收發(fā)器相連接，提供節(jié)點(diǎn)正常 運(yùn)行所需的能量。參照?qǐng)D4，所述基站節(jié)點(diǎn)5結(jié)構(gòu)上包括微處理器、存儲(chǔ)器、無線收發(fā)器、 電源和無線通訊模塊幾個(gè)部分，所述微處理器與無線收發(fā)器、存儲(chǔ)器相連接， 無線收發(fā)器接收本網(wǎng)絡(luò)中目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4傳來的信息，經(jīng)由微處理器處理后存入 存儲(chǔ)器，同時(shí)通過無線通訊模塊(如GPRS模塊)與遠(yuǎn)端的管理控制中心3進(jìn) 行交互式通信；所述電源與微處理器、無線收發(fā)器、存儲(chǔ)器、無線通訊模塊 相連接，提供節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行所需的能量。參照?qǐng)D5:本實(shí)用新型所述的遠(yuǎn)程智能抄表方法包括配置和執(zhí)行任務(wù)代 碼、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4數(shù)據(jù)釆集處理、本地?cái)?shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和數(shù)據(jù) 的接收與處理步驟，各步驟的具體內(nèi)容如下-(l)配置和執(zhí)行任務(wù)代碼 步驟S3-1和S3-2,基站節(jié)點(diǎn)5接收管理控制中心3通過公共通訊網(wǎng)絡(luò)2傳送 來的命令，并對(duì)命令進(jìn)行校驗(yàn)，如檢驗(yàn)失敗，則丟棄該命令信息；校驗(yàn)成功， 則進(jìn)入下一步驟；步驟S3-3和S3-4,基站節(jié)點(diǎn)5對(duì)校驗(yàn)成功的命令進(jìn)行解析，并向目標(biāo)節(jié) 點(diǎn)4傳輸管理控制中心3的命令； (2)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4數(shù)據(jù)采集處理步驟S3-5和S3-6,目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4接收命令，開始采集數(shù)據(jù)——通過其上的 傳感器單元7采集計(jì)量表12的數(shù)據(jù)并經(jīng)由AC/DC變換后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，再 將數(shù)字信息導(dǎo)入處理器單元8進(jìn)行存儲(chǔ)與處理；
步驟S3-7，各目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的同時(shí)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，如 目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4采集數(shù)據(jù)的時(shí)間超過設(shè)定時(shí)間，則返回步驟S3-6，重新釆集數(shù)據(jù)， 如返回的次數(shù)超過三次，則放棄本次數(shù)據(jù)釆集操作；如按時(shí)完成數(shù)據(jù)釆集， 則進(jìn)入下一步驟；(3) 本地?cái)?shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)步驟S3-8，各目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4連接基站節(jié)點(diǎn)5，并將采集到的數(shù)據(jù)信息經(jīng)由 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)送回基站節(jié)點(diǎn)5;如不能連接上，則通過其他節(jié)點(diǎn)多跳通信，將數(shù)據(jù)信息傳送給基站節(jié)點(diǎn)5;步驟S3-9，基站節(jié)點(diǎn)5接收目標(biāo)節(jié)點(diǎn)4發(fā)送來的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行存儲(chǔ)處理；(4) 數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸步驟S3-10，基站節(jié)點(diǎn)5將接收到的數(shù)據(jù)信息通過公共通訊網(wǎng)絡(luò)2傳送到管理控制中心3， 一輪的信息采集工作即結(jié)束；(5) 數(shù)據(jù)的接收與處理管理控制中心3通過專用的接口設(shè)備10將接收到的數(shù)據(jù)信息讀取到后臺(tái) 服務(wù)器ll中，進(jìn)行匯總處理，采集到的數(shù)據(jù)信息存放到管理控制中心3的數(shù)據(jù)庫中，以提供査詢服務(wù)。
權(quán)利要求1、一種遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，主要由傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、公共通訊網(wǎng)絡(luò)和管理控制中心三部分組成，其特征在于所述傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)能夠采集和發(fā)送計(jì)量表數(shù)據(jù)，公共通訊網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的數(shù)據(jù)傳遞給管理控制中心，管理控制中心對(duì)收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總處理，存入數(shù)據(jù)庫，并提供各種方式的查詢服務(wù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器節(jié) 點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)由用戶計(jì)量表目標(biāo)節(jié)點(diǎn)和基站節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)用戶計(jì)量表上的目標(biāo)節(jié) 點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)由基站節(jié)點(diǎn)控制的子網(wǎng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，其特征在于所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn) 經(jīng)由公共通訊網(wǎng)絡(luò)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接收管理控制中心發(fā)送的命令，開始釆 集本地計(jì)量表的信息，并對(duì)釆集到的信息進(jìn)行處理，通過IEEE 802.15.4直 接擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)將采集到的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)給基站節(jié)點(diǎn)，基站節(jié)點(diǎn)能將數(shù)據(jù)信 息傳送到管理控制中心。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，其特征在于所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn) 包括傳感器單元、處理器單元、無線通信單元和能量供應(yīng)單元，傳感器單元 能夠采集計(jì)量表的信息，并將釆集的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息；處理器單元控制 整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的操作，存儲(chǔ)處理采集的數(shù)據(jù)信息；無線通信單元與其他目 標(biāo)節(jié)點(diǎn)和基站節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信，交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)信息；所述 的基站節(jié)點(diǎn)都有一定容量的內(nèi)存，可在基站節(jié)點(diǎn)與管理控制中心失去連接的 情況下，接收并暫存來自目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，確保數(shù)據(jù)信息的安全傳輸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，其特征在于所述目標(biāo) 節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)上包括傳感器、AC/DC變換電路、微處理器、存儲(chǔ)器、無線收發(fā)器、電源幾個(gè)部分，所述微處理器與傳感器、存儲(chǔ)器、無線收發(fā)器相連接，所述 電源與傳感器、微處理器、存儲(chǔ)器、無線收發(fā)器相連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，其特征在于所述基站 節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)上包括微處理器、存儲(chǔ)器、無線收發(fā)器、電源和無線通訊模塊幾個(gè) 部分，所述微處理器與無線收發(fā)器、存儲(chǔ)器相連接，所述電源與微處理器、 無線收發(fā)器、存儲(chǔ)器、無線通訊模塊相連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，其特征在于所述抄表系統(tǒng) 方法包括配置和執(zhí)行任務(wù)代碼、傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集處理、本地?cái)?shù)據(jù)傳輸存 儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和據(jù)的接收與處理步驟。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種能夠利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集、處理、傳輸計(jì)量表信息的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)，它包括傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、公共通訊網(wǎng)絡(luò)和管理控制中心，其特征在于所述傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)能夠采集和發(fā)送計(jì)量表數(shù)據(jù)，公共通訊網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的數(shù)據(jù)傳遞給管理控制中心，管理控制中心對(duì)收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，并提供各種方式的查詢服務(wù)，所述的傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)由用戶計(jì)量表目標(biāo)節(jié)點(diǎn)和基站節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)用戶計(jì)量表上的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)由基站節(jié)點(diǎn)控制的子網(wǎng)。本實(shí)用新型具有投資省、數(shù)據(jù)傳輸效率高、可靠性好、方便用戶查詢等優(yōu)點(diǎn)，是一種有利于對(duì)各類計(jì)量表實(shí)行科學(xué)管理的遠(yuǎn)程智能抄表系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G08C17/00GK201035723SQ20072010782
公開日2008年3月12日 申請(qǐng)日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者徐萬鑫, 徐海南, 朱永甫 申請(qǐng)人:浙江澳德網(wǎng)絡(luò)科技有限公司