適于智能抄表的無線傳感網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從一個(gè)被社會(huì)熱議的話題階段進(jìn)入了一個(gè)實(shí)際產(chǎn)品推廣的階段，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展智慧城市建設(shè)得到了政策的支持和推廣。智慧城市建設(shè)中不可或缺的一部分是實(shí)現(xiàn)能源計(jì)量系統(tǒng)的智能化，即對水、電、氣等資源的智能化管理。傳統(tǒng)的，對各種資源的管理是通過人工抄表來實(shí)現(xiàn)的，該方式存在著成本高、實(shí)時(shí)性差等弊端，逐漸被更為智能的抄表方案所取代。
　　現(xiàn)有的智能抄表分為有線和無線兩種方式，有線抄表因布線成本高、線路維護(hù)困難等缺點(diǎn)逐漸被

2、淘汰，而更為智能的、利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的無線抄表系統(tǒng)是未來的發(fā)展方向?，F(xiàn)有的無線抄表中，大都局限于基本功能的實(shí)現(xiàn)，在功耗、穩(wěn)定性等方面普遍存在缺陷，應(yīng)用價(jià)值不高。本文在深入開展無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合抄表系統(tǒng)實(shí)際需求和環(huán)境特征，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種無線智能抄表系統(tǒng)，測試表明本系統(tǒng)在上述各方面指標(biāo)上均有較好性能，具體研究內(nèi)容和工作如下：
　　1.智能抄表系統(tǒng)架構(gòu)研究。在對實(shí)際應(yīng)用場景和應(yīng)用案例進(jìn)行廣泛考察后，結(jié)合無線

3、傳感器網(wǎng)絡(luò)基本模型架構(gòu)，設(shè)計(jì)了四種智能抄表系統(tǒng)的架構(gòu)模型，并提出了具體的網(wǎng)絡(luò)元素。
　　2.智能水表節(jié)點(diǎn)的研究與設(shè)計(jì)。智能水表節(jié)點(diǎn)對應(yīng)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感節(jié)點(diǎn)，需具備對水資源流量的傳感、計(jì)算、存儲(chǔ)等基本功能，同時(shí)需具備無線通信的能力。本文在對傳統(tǒng)水表進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，考慮了節(jié)點(diǎn)的功能、功耗、可靠性等因素設(shè)計(jì)了一種適于無線抄表的智能水表節(jié)點(diǎn)，并完成了軟硬件實(shí)現(xiàn)。
　　3.智能抄表網(wǎng)關(guān)的研究與設(shè)計(jì)。抄表網(wǎng)關(guān)作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中

4、的匯聚節(jié)點(diǎn)是連接抄表實(shí)施網(wǎng)絡(luò)和抄表應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的橋梁。本文設(shè)計(jì)并搭建了一套嵌入式系統(tǒng)的智能抄表網(wǎng)關(guān)，并基于 Android設(shè)計(jì)并開發(fā)了一套面向智能抄表的應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)包括用戶管理、抄表、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)等豐富的應(yīng)用邏輯功能，同時(shí)在多任務(wù)處理、異常檢測、用戶身份驗(yàn)證等安全輔助功能上作了大量的優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效保障系統(tǒng)穩(wěn)健性。
　　4.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議研究。在分析和研究目前主流的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，結(jié)合抄表具體需求，對470M國