一种低功耗无线自组网络抄表系统的制作方法

本发明属于抄表领域，具体涉及到一种低功耗无线自组网络抄表系统。

背景技术：

随着社会的不断发展进步以及物联网技术的不断完善，家庭或者工业中能源使用量也随之迅速增长，传统的抄表统计模式，已经不能满足日益增长的使用量统计以及现代化管理需求，且传统的水表或燃气表数据采集方案要依靠人工到各用户家的表盘前读取记录，工作人员劳动量大、出错率高、统计数据周期长、极大地阻碍了抄表管理系统的发展。

目前，自动抄表方式主要有：总线(RS-485、RS-232等)、无线(RF、红外、GPRS等)、电力线载波(普通、扩频)、零相超窄带(TURTLE)、超窄带极低频(UNB)及工频过零调制(PFC)跨变压器台区方式等。基于自动抄表系统的点多面广的特点，单纯采用有线传输方式，具有线路维护工作量大、通信冲突频繁、受干扰影响大、稳定性不高等缺点，而无线通信技术很好地解决了这些问题，但是由于自动抄表系统的复杂性和特殊性，整个系统消耗大量的电量，为了避免电量不必要的消耗，低功耗无线抄表系统应运而生。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种低功耗无线自组网络抄表系统，目的在于解决了无线抄表系统在传输的过程中消耗电流大，不能满足长期供电的要求的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种低功耗无线自组网络抄表系统，包括计量采样模块、主控MCU模块、无线自组网模块、电源控制模块、电源模块、天线a、天线b、采集模块；

所述计量采样模块与所述主控MCU模块连接，所述主控MCU模块分别与所述无线自组网模块、电源控制模块连接，所述无线自组网模块与所述天线a连接，所述天线b与所述采集模块连接，其中所述电源模块分别与所述电池控制模块、主控MCU模块连接。

进一步地，所述采集模块发送读表指令经所述天线a、天线b至所述无线自组网模块，所述无线自组网模块将接收读表指令发送至所述主控MCU模块，所述主控MCU模块对所述计量采样模块采集的数据进行处理，并将处理后的数据发送至所述无线自组网模块，所述无线自组网将接收的数据信息依次经所述天线b、天线a传输至所述采集模块。

进一步地，所述电源模块分别为所述电池控制模块、主控MCU模块提供工作电源，其中所述主控MCU模块通过控制所述电源控制模块来实现对所述无线自组网模块的供电控制。

进一步地，所述无线自组网模块采用自组网算法，网络中的集中器单元自动算出最佳无线传输路径，同时集中器单元为每个终端计算出另一组备用路径。

进一步地，所述主控MCU模块控制无线自组网模块为周期性休眠循环唤醒的工作方式。

进一步地，在休眠状态，所述主控MCU模块将所述无线自组网模块设置为WOR监听模式，其中WOR周期为2.5S，唤醒时间为8mS。

进一步地，在唤醒的过程中，所述主控MCU将模块检测接收的ID与自身ID进行比较。

本发明的有益效果：本实发明中无线自组网络模块采用自组网算法，增强网络的可靠性，同时无线自组网模块采用周期性休眠循环唤醒方式工作，且休眠状态下通过窗口进行侦听，实现超低功耗无线数据传输，具有节约工作电流的特点，满足电池长期供电的工作要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种低功耗无线自组网络抄表系统的结构示意图；

图2为本实发明中集中器与节点的传输示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种低功耗无线自组网络抄表系统，包括计量采样模块、主控MCU模块、无线自组网模块、电源控制模块、电源模块、天线a、天线b、采集模块；

计量采样模块与主控MCU模块连接，主控MCU模块分别与无线自组网模块连接、电源控制模块连接，无线自组网模块与天线a连接，天线b与采集模块连接，其中电源模块分别与电池控制模块、主控MCU模块连接；

采集模块发送读表指令经天线a、天线b至无线自组网模块，无线自组网模块将接收读表指令发送至主控MCU模块，主控MCU模块对计量采样模块采集的数据进行处理，并将处理后的数据发送至无线自组网模块，无线自组网将接收的数据信息依次经天线b、天线a传输至采集模块，其中电源模块分别为电池控制模块、主控MCU模块提供工作电源，主控MCU模块通过控制电源控制模块来实现对无线自组网模块的供电控制。

计量采样模块，用于采用单个表端的数据信息；采集模块，用于集合多个表端的数据信息。

无线自组网模块作为通讯接口，采用自组网算法，自组网算法支持多级中继，保证组网后的通信距离为所有节点通信距离之和，当采集模块发送组网指令经天线a和天线b至无线自组网模块，无线自组网模块中的节点将接收的组网指令时，该节点检测当前信道上是否有数据传送，如果信道是空闲的，该节点获取信道占用权并搜索和获取附近的节点数，将获取的信息返回至父节点，父节点根据搜索出的所有节点树状图及信号强度，计算出通信稳定的中继级数较少的路径，并下发给所有节点并保存。

如图2所示，集中器单元自动计算出每个节点的数据链路的最佳无线传输路径，使整个无线网络中的抄表终端形成一个可靠的距离最短的无线通信网络，同时集中器为每个节点计算出另一组备用路径，当自组网络中节点出现故障无法通信时，使用其他节点作为中继节点代替发生故障的节点，自动由最近路径通信切换到备用路径通信，有效防止因网络中少数节点故障，而导致整个网络瘫痪情况的发生，增强网络可靠性。

主控MCU模块利用内部的定时器控制系统的休眠状态，同时设置无线自组网模块为周期性休眠循环唤醒的工作方式，系统在初始化时，设置无线自组网模块的唤醒周期，在休眠状况下通过窗口侦听的方式进行工作，保证电池中的电量能够长期进行工作。

在休眠状态下，主控MCU模块将无线自组网模块设置为WOR监听模式，WOR周期为2.5S，唤醒时间为8mS，剩下的时间为睡眠时间，通过此设置将无线自组网模块的待机功耗降低到13uA以内，在唤醒的过程中，为了唤醒某个节点，须保证该接收的节点能够接收到一个完整的唤醒包，因此应向该节点连续发送两个WOR周期时间的唤醒包，当无线自组网模块接送到唤醒包后将收到的ID传送给主控MCU模块，主控MCU模块检测接收的ID与自身ID是否相符，若两ID相符，主控MCU模块将无线自组网模块设置为接收模式，若两ID不符，主控MCU模块重新将无线自组网模块设置为WOR监听模式。

本发明中无线自组网络模块采用自组网算法，增强网络的可靠性，同时无线自组网模块采用周期性休眠循环唤醒方式工作，且休眠状态下通过窗口进行侦听，实现超低功耗无线数据传输，具有节约工作电流的特点，满足电池长期供电的工作要求。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。