摘　要：介紹基于具有中繼功能的無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼臒o(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用自動(dòng)路由結(jié)合動(dòng)態(tài)路徑的方法，解決了無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)通信距離短的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)  智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗?span lang="EN-US">  中繼功能  自動(dòng)路由  動(dòng)態(tài)路徑  通

信距離

Way for Extending Communication Distance of Wireless Remote Meter Reading System

Abstract：The structure of wireless remote meter reading system of wireless remote gas meter with relay function is introduced．The problem of short communication distance of wireless remote meter reading system is solved by automatic routing combined with dynamic path．

Key words：wireless remote meter reading system；intelligent network gas meter；relay function；automatie routin9；dynamic path；communication distance

1　概述

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)馐聵I(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)人工入戶抄表的局限性日益突出，如入戶難、效率低、用戶惡意欠費(fèi)難以解決等。隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了IC卡燃?xì)獗?、有線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗?、短信燃?xì)獗?、無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼刃滦椭悄苋細(xì)獗?。無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗泶嬖诘淖畲髥?wèn)題是無(wú)線信號(hào)的傳輸距離短，往往使用手持采集器上門抄表，仍然避免不了人工上門的過(guò)程。與其他智能燃?xì)獗硐啾龋瑹o(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗頌槌硖峁┝烁永硐氲慕鉀Q方案^[1-3]。鑒于無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗泶嬖诘膯?wèn)題，筆者提出一種配置智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗?span lang="EN-US">(具有中繼功能的無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗?span lang="EN-US">)的無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)，以延長(zhǎng)無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)的通信距離。

2　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理

配置智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗淼臒o(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖l。無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)包括智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗?、采集器、集中器、?shù)據(jù)中心等。

①智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗?span lang="EN-US">

智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗砼渲昧穗娮幽K(由射頻模塊、讀數(shù)轉(zhuǎn)換器等組成)，電子模塊不僅用于數(shù)據(jù)的采集、傳輸，還可作為中繼點(diǎn)，從而延長(zhǎng)了無(wú)線通信距離。智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗韮?nèi)置了電動(dòng)閥門，在特定情況下可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉閥門，如燃?xì)庑孤?、電子模塊電壓不足時(shí)。對(duì)于欠費(fèi)用戶，數(shù)據(jù)中心經(jīng)集中器、采集器對(duì)欠費(fèi)用戶的智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗硐掳l(fā)關(guān)閥指令，電子模塊接收指令后可實(shí)現(xiàn)關(guān)閥動(dòng)作，待欠費(fèi)用戶繳納費(fèi)用后再開(kāi)啟閥門。

②采集器

采集器的主要任務(wù)是通過(guò)無(wú)線射頻模塊轉(zhuǎn)發(fā)集中器與智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗黹g的通信數(shù)據(jù)：a．采集下屬各個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗淼臄?shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)上傳至集中器，1臺(tái)采集器可管轄250只智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗怼?span lang="EN-US">b．將集中器下發(fā)的指令(如關(guān)閥指令)下發(fā)至下屬的智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗怼?span lang="EN-US">

③集中器

集中器配置了GPRS模塊、無(wú)線射頻模塊，GPRS模塊通過(guò)Internet與數(shù)據(jù)中心進(jìn)行通信，無(wú)線射頻模塊負(fù)責(zé)與下屬各個(gè)采集器的通信。集中器接收來(lái)自數(shù)據(jù)中心的指令，下發(fā)至下屬各采集器，并收集各采集器上傳的數(shù)據(jù)最終上傳至數(shù)據(jù)中心。

④數(shù)據(jù)中心

燃?xì)夤竟芾砣藛T通過(guò)數(shù)據(jù)中心對(duì)集中器發(fā)出指令，對(duì)智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗磉M(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并實(shí)時(shí)監(jiān)控智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗淼倪\(yùn)行情況。負(fù)責(zé)燃?xì)庥脩粜畔⒌墓芾?，?shí)現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗砩蟼鲾?shù)據(jù)的儲(chǔ)存、費(fèi)用計(jì)算、故障顯示、信息分析等各種管理功能。

3　關(guān)鍵技術(shù)

智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗砼c采集器之間的通信采用了燃?xì)獗黹g互為中繼點(diǎn)的方法。傳統(tǒng)的無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗硪话悴捎命c(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，還有一部分采用帶路徑的表間傳輸，但基本上采用固定路徑。固定路徑必須在燃?xì)獗戆惭b完成后，人工生成路徑，這無(wú)疑給燃?xì)夤編?lái)很大的工作量。而智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗聿捎昧?ldquo;自動(dòng)路由”方案，即在智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗戆惭b完成以后，每個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗碜詣?dòng)搜索周圍可聯(lián)通的智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗?，然后自?dòng)生成路由。

在實(shí)際環(huán)境中無(wú)線信號(hào)易受到外界環(huán)境的影響，如城市無(wú)線電波、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)等。因此，在實(shí)際應(yīng)用中并不能保證每個(gè)燃?xì)獗砻看尉馨褦?shù)據(jù)上傳至采集器，也不能保證采集器每次下發(fā)的指令準(zhǔn)確無(wú)誤地到達(dá)燃?xì)獗?。信息在傳輸中均可能出現(xiàn)斷路，甚至前一次使用過(guò)的通路當(dāng)前時(shí)刻成為斷路。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，配置智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗淼臒o(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)會(huì)判斷通斷隋況，然后生成新的路徑，這種技術(shù)被稱為“動(dòng)態(tài)路徑”。

①  自動(dòng)路由

在智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗戆惭b成功后，智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗硭阉髦車梢耘c其進(jìn)行可靠通信的其他智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗?，然后將這些智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗淼?span lang="EN-US">ID儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)中心中，形成路由表。路由表借鑒了地圖投遞包裹的思想，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)給網(wǎng)絡(luò)上的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)(目標(biāo)節(jié)點(diǎn))時(shí)，就必須知道把數(shù)據(jù)發(fā)送到何處，并且要知道通過(guò)什么路徑把數(shù)據(jù)發(fā)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，采集器往往不能直接連接到目標(biāo)燃?xì)獗?，通常需要找到一條路徑與目標(biāo)燃?xì)獗磉M(jìn)行連接，路由表就儲(chǔ)存著這些路徑信息，就像地圖一樣，為實(shí)現(xiàn)采集器與目標(biāo)燃?xì)獗淼倪B接提供路徑信息。由以上分析可知，采用自動(dòng)路由的方法，理論上目標(biāo)燃?xì)獗碇灰芘c其相鄰的任意一只燃?xì)獗砺?lián)通，則目標(biāo)燃?xì)獗肀憧膳c采集器形成通路，極大地延長(zhǎng)了通信距離。

路由表是在智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗戆惭b后，由數(shù)據(jù)中心通過(guò)指令自動(dòng)生成的。該指令讓每只智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗硪约安杉魉阉髦車目陕?lián)通節(jié)點(diǎn)，并將這些可聯(lián)通節(jié)點(diǎn)儲(chǔ)存到路由表中，最終生成每只智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗淼讲杉鞯穆酚伞?span lang="EN-US">

②動(dòng)態(tài)路徑

動(dòng)態(tài)路徑是指當(dāng)采集器對(duì)某只智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗戆l(fā)送指令不通時(shí)，選擇一條新路徑的方法?，F(xiàn)有的大部分無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗聿捎霉潭窂降姆椒?，?dāng)其中一只燃?xì)獗沓霈F(xiàn)問(wèn)題時(shí)將出現(xiàn)斷路情況，因此固定路徑方法的可靠性不高。動(dòng)態(tài)路徑的方法是在一條路徑不通時(shí)，配置了智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗淼臒o(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)將自動(dòng)搜索一條新的路徑，這是基于路由表的一種搜索。搜索過(guò)程是在數(shù)據(jù)中心或采集器內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算(運(yùn)算采用廣度優(yōu)先搜索算法)完成，不

涉及硬件的無(wú)線通信，因此搜索一條新路徑的時(shí)間通常為ms級(jí)。

4　結(jié)語(yǔ)

智能網(wǎng)絡(luò)燃?xì)獗砟軌蛴行Ы鉀Q燃?xì)夤境碇杏龅降闹T多問(wèn)題，節(jié)省了大量人力物力。燃?xì)夤究蓪?duì)燃?xì)獗磉M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)惡意欠費(fèi)的用戶可以實(shí)施遠(yuǎn)程關(guān)閥。自動(dòng)路由、動(dòng)態(tài)路徑技術(shù)能夠真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地遠(yuǎn)距離傳輸。

參考文獻(xiàn)：

[1]高立鴻，沈曉東，程喜兵．燃?xì)膺h(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)要求與安裝方法[J]．煤氣與熱力，2013，33(1)：B24-B27．

[2]李建霞，倪建華，胡瑩昭．直讀式遠(yuǎn)傳燃?xì)獗砑谐硐到y(tǒng)的研究[J]．煤氣與熱力，2011，31(10)：Bl7-B19．

[3]楊建華，馮海鵬．遠(yuǎn)傳抄表技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J]．煤氣與熱力，2008，28(11)：B40-B43．

本文作者：陳聯(lián)國(guó)

作者單位：平頂山燃?xì)庥邢挢?zé)任公司