专利名称：基于网状网的无线抄表系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于网状网的无线抄表系统，属于无线数据传输技术领域。
背景技术：
在当今信息社会，随着自动化和测量技术的飞速发展，小区的智能化的提高，人们 在工作、生活、家居条件的智能化水平越来越高，将室内计量仪表中数据自动抄收已逐 渐成为人们追求的目标。目前国内外抄表的主要方式有:人工抄表、IC卡预付费表、有线 抄表系统及无线抄表系统。人工抄表已有几十年，随着一户一表的实施，这种抄表方式 的弊病越来越明显，入户难，管理部门收费结算难，抄表的强度也越来越大，需要耗费 的人工越来越多，并且手工结算误差大、效率低。随着电子技术的发展，IC卡预付费表 采用先付费后使用的方式对管理部门较为有利，同时不需要现场抄表，部分解决人工抄 表的问题，但实际操作过程中也存在一些问题IC卡直接与用户接触，易造成人为破坏 不能及时监控，未能完全解决盗用及表具损坏、故障问题。有线抄表系统具备IC卡表的 优点，同时充分利用电话网络，电力线网络、闭路电视网、RS485总线网，可实现实时抄 表、实时检测、实时控制，可检测出设备破坏、非法使用等。但是也存在一些问题如 如何布线；施工周期长、工程安装和维护成本高；系统的扩展升级；与其他网络的兼容 等。无线抄表是指采用近距离无线通讯技术和计算机网络等技术自动读取和处理表中数 据。用无线自动抄表技术，不仅能节约人力资源，还可以提高抄表的准确性、实时性， 使管理部门能及时准确地获得数据信息。相比有线系统，无需架设电缆，投资少，建网 快，效率高，扩展性好，并且在出现故障时，只需维护无线数据模块，就能迅速找出原 因，恢复系统正常运行，因此近年来，无线抄表系统发展迅速。但是这些抄表系统基本 上是一跳的系统，中心节点一旦出现故障，就会造成系统瘫痪。并且由于抄表系统终端 节点的功率不可能采用高功率，因此数据传输距离受到限制，为布网和系统扩容带来诸
多问题。
发明内容
为了克服现有无线抄表系统存在的问题，本发明提供一种基于网状网的无线抄表系统。
一种基于网状网的无线抄表系统，系统包括掌抄设备和终端设备，终端设备主要由 留有485总线接口的用户表、Xbee收发模块，单片机组成，用户表通过RS485总线与单 片机连接，单片机通过串口与Xbee收发模块连接；掌抄设备由Xbee收发模块和单片机 组成，单片机通过串口与Xbee收发模块连接；掌抄设备和终端设备之间无线连接。
终端设备采集并传送用户表的数据，掌抄设备控制终端设备进行数据采集，接收终 端设备采集到的数据，对数据进行汇总。
所述的单片机为upsd3233BV。
所述的Xbee模块是由MaxStream公司开发的Zigbee芯片，现已推出2.5代产品，包括协调器、路由器和Xbee模块终端。协调器具有三项功能， 一是选择网络ID和信道，并进 行广播，负责网络的发起，其它设备，包括路由器和终端设备通过接收协调器发出的网 络信息加入网络；二是为其它设备的数据传输提供路由服务；三是接收和发送数据。路 由器具有两项功能， 一是为其它设备的数据传输提供路由服务；二是接收和发送数据。 终端设备只具有接收和发送数据的功能，不提供路由功能。在本系统中，只采用了协调 器和路由器两种，使网络的配置更加灵活。Xbee模块从发射功率上看分为两种普通型 和增强型，主要性能如下
最大传输距离在室内普通型40m ，增强型100m;在室外普通型120m，增强型l. 6Km。
发射功率普通型2mW (+3dBm),增强型63mW (+18 dBm)。
射频数据速率250Kbps
串口数据速率1.2Kbps -230.4Kbps可调，通过软件来确定。 接收机灵敏度普通型-96dBm，增强型-102dbm。 电源电压普通型2. 1 - 3.6 V，增强型3.0 - 3.4 V。 工作频段ISM 2.4 GHz。
支持的网络结构点到点通信、点到多点通信和网状网
Upsd3233BV主要特性:lM主Flash、 256K，次Flash、 64K SRAM、 2个UART端口、 4路 8bitADC、 3个系统timer 、 37个1/0口、 Vcc 3V。
一种基于网状网的无线抄表系统的工作方法，步骤如下
a、 终端设备中的协调器选择网络ID和信道，通过无线信道进行广播，掌抄设备根据 接收到的网络信息加入网状网；
b、 掌抄设备通过无线信道发送广播信息，要求终端设备中与用户表连接的Xbee模块 报名，终端设备中与用户表连接的Xbee模块把自己的地址回复给掌抄设备；
c、 掌抄设备依据地址向每个与用户表连接的Xbee模块发送数据查询指令，与用户表 连接的Xbee模块根据指令依次将用户表数据通过无线信道送给掌抄设备；
d、 掌抄设备对步骤c得到的数据进行汇总，无线抄表结束。
在上述过程中，所有的指令或数据都是通过网状网传播，可能经过一跳也可能通过多 跳到达目的节点。
无线抄表系统采用网状网，它不仅继承了现有无线抄表系统的优点，并且还具备了 一些特有的优点网状网是一种自组织的网络，无需人工干预，网络节点能够感知其他 节点的存在，并确定连接关系，因此系统的扩容非常简单；网状网网内数据传输自动选 择路由，数据可以通过一跳或多跳到达目的节点，即使数据的发起节点和目的节点较远，数据也可以通过中间节点的转发到达目的节点，因此系统对建网的布局要求非常低；网 状网网支持网络的自愈功能增加或者删除一个节点，或节点位置发生变动，或某一节 点发生故障等，网络都能够自我修复，并对网络拓扑结构进行相应的调整，无需人工干 预，保证整个系统仍然能够正常工作，系统的健壮性强。
图1是本发明终端设备硬件方框图。
图2是本发明终端设备硬件原理图。
图3是本发明单片机Upsd3233BV对串口数据的读操作流程图。 图4是本发明单片机Upsd3233BV对串口数据的写操作流程图。 图5是本发明Xbee模块的工作流程图。
其中，1、用户表，2、单片机，3、 Xbee收发模块，4、看门狗电路，5、 RS485总线接 口， 6、串口。
具体实施例方式
实施例
一种基于网状网的无线抄表系统，如图1和图2所示，软件流程图如图3、图4和图 5所示，系统包括掌抄设备和终端设备，终端设备主要由留有485总线接口 5的用户表1、 Xbee收发模块3，单片机2组成，用户表1通过RS485总线5与单片机连接，单片机通 过串口 6与Xbee收发模块3连接；掌抄设备由Xbee收发模块3和单片机2组成，单片 机2通过串口与Xbee收发模块3连接；掌抄设备和终端设备之间无线连接。
所述的单片机为upsd3233BV。 所述的Xbee模块是由MaxStream公司开发的Zigbee芯片，现已推出2.5代产品，包括协调
器、路由器和Xbee模块终端。协调器具有三项功能， 一是选择网络ID和信道，并进行广
播，负责网络的发起，其它设备，包括路由器和终端设备通过接收协调器发出的网络信
息加入网络；二是为其它设备的数据传输提供路由服务；三是接收和发送数据。路由器
具有两项功能， 一是为其它设备的数据传输提供路由服务；二是接收和发送数据。终端
设备只具有接收和发送数据的功能，不提供路由功能。在本系统中，只采用了协调器和
路由器两种，使网络的配置更加灵活。
一种基于网状网的无线抄表系统的工作方法，步骤如下-
a、 终端设备中的协调器选择网络ID和信道，通过无线信道进行广播，掌抄设备根据 接收到的网络信息加入网状网；
b、 掌抄设备通过无线信道发送广播信息，要求终端设备中与用户表连接的Xbee模块 报名，终端设备中与用户表连接的Xbee模块把自己的地址回复给掌抄设备；
5C、掌抄设备依据地址向每个与用户表连接的Xbee模块发送数据査询指令，与用户表 连接的Xbee模块根据指令依次将用户表数据通过无线信道送给掌抄设备； d、掌抄设备对步骤c得到的数据进行汇总，无线抄表结束。
权利要求
1、一种基于网状网的无线抄表系统，其特征在于，系统包括掌抄设备和终端设备，终端设备主要由留有485总线接口的用户表、Xbee收发模块，单片机组成，用户表通过RS485总线与单片机连接，单片机通过串口与Xbee收发模块连接；掌抄设备由Xbee收发模块和单片机组成，单片机通过串口与Xbee收发模块连接；掌抄设备和终端设备之间无线连接。
2、 如权利要求l所述的基于网状网的无线抄表系统，其特征在于，所述的单片机为叩sd3233BV。
3、 如权利要求l所述的基于网状网的无线抄表系统，其特征在于，所述的Xbee模块 是由MaxStream公司开发的Zigbee芯片，包括协调器、路由器和Xbee模块终端。
4、 权利要求l所述的基于网状网的无线抄表系统的工作方法，其特征在于，工作方法如下a、 终端设备中的协调器选择网络ID和信道，通过无线信道进行广播，掌抄设备根据 接收到的网络信息加入网状网；b、 掌抄设备通过无线信道发送广播信息，要求终端设备中与用户表连接的Xbee模块 报名，终端设备中与用户表连接的Xbee模块把自己的地址回复给掌抄设备；c、 掌抄设备依据地址向每个与用户表连接的Xbee模块发送数据査询指令，与用户表 连接的Xbee模块根据指令依次将用户表数据通过无线信道送给掌抄设备；d、 掌抄设备对步骤c得到的数据进行汇总，无线抄表结束。
全文摘要
基于网状网的无线抄表系统，属于无线数据传输技术领域，系统包括掌抄设备和终端设备，终端设备主要由留有485总线接口的用户表、Xbee收发模块，单片机组成，用户表通过RS485总线与单片机连接，单片机通过串口与Xbee收发模块连接；掌抄设备由Xbee收发模块和单片机组成，单片机通过串口与Xbee收发模块连接；掌抄设备和终端设备之间无线连接。终端设备采集并传送用户表的数据，掌抄设备控制终端设备进行数据采集，接收终端设备采集到的数据，对数据进行汇总。
文档编号H04W84/18GK101527076SQ20091002023
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月30日 优先权日2009年3月30日
发明者孙雪峰, 王德强 申请人:山东大学