无线抄表技术的实际应用效果与发展评价

2009-07-26 17:41:57来源: 环球表计 关键字:GSM  GPRS  中继  算法  集抄  采集器  抄通率

  这里的“无线”不是指GSM/GPRS技术,而是指400MHz以上的无线电波;即:大家俗称的“小无线”。用“小无线”微功率无线数据传输技术,可以把几百米甚至上千米外的电度表数据,读入到电量数据采集器中,实际使用效果良好。如,在北京顺义居民集抄系统中有7万多块电表,全系统的日抄通率在99%以上。

  无线抄表的基本原理

  用无线FSK方式传送数据,要分别用两个频率传送数字 0和1。“命令”或“数据”在空中传递时被分成一个个数据包。每个数据包前面是“位同步”引导序列,接下来是“同步字”,然后是“控制字段”,命令或数据在中间,最后是“差错校验字”。

  中国无委会专门为“民用无线电计量”规划了免费频段:470~510MHz;发射功率允许使用到17dB。在室外无明显遮挡的环境下,使用10dB发射功率的器件,配合接收灵敏度为-100dB的接收设备,在空中速率38400bps的条件下,可以传输200米以上。结合多级中继的自动路由技术,完全可以满足自动抄表的要求。我们认为,在大规模应用无线抄表时,信道数量需要32个以上。

  一些附加的技术可以使系统运行效果更好些,如:
  FEC(Forward Error Correction)前向纠错
  使接收方能够纠正少量的传输错码,能显著改善信道质量,但不能保证“没有错码”。
  16bit的CRC校验技术
  几乎可以查出实际传输过程中出现的全部错码。

  中继路由技术

  这是系统应该具有的。RSSI(Received Signal Strength Indicator)是实现中继管理和自动路由的得力工具。自动路由(Automatic Routing)就是要在没有人工干预的条件下,由一组抄表模块(或抄表器)自己寻找并建立“从源点到目的节点”的一条中继路由。然后,沿着这条路由传递数据。当一个采集器下的无线抄表节点数明显大于50个时,使用“自动路由”技术几乎是必然的选择。因为它不仅能简化人工建立中继路由的工作量;而且在日常运行中能够适应环境的不断变化,
从而使系统始终处于良好的运行状态。

  ■ 自动路由的算法

  典型的自动路由算法是,AOD V实时路由。它的特点是:模块中不存放路由信息,需要使用路由时,临时现找。当一个节点准备传送数据时,先要发起广播寻路动作,指明想要寻找的目标模块地址。每一个听到这条命令的模块,要设法把这条命令以广播的形式转发出去。转发要遵循“载波侦听,冲突避让”的原则,就是在自己的信号发出前,要先侦听信道是否空闲?如果空闲,则发出去;否则安排一个随机等待时间,然后再侦听,直到消息被发送出去。目标节点将选出一个较好的路由,逆向给出应答,传回“源节点”。至此,路由建立完成!

  改进后的动态源路由算法,使抄表速度大为提高,60%以上的表,可以在2秒钟内抄回。动态源路由算法的特点是:预先搜索,建立路由,训练筛选,优化存储。抄表时直接使用优化的路由,并在抄表过程中,对预存的路由进行维护。

  ■ 网络结构

  星型网,是最简单的网络结构;凡是使用“点对点”直接传输工作模式的,都属于星型网络结构。当组内只有几个节点,而且从中心到每个节点可以可靠控制时,星型网络及其控制技术几乎是最好的选择。

  树型网,是指使用了简单的中继技术,从而能够把命令或数据可靠地传输到较远地方的一种网络结构。对于节点数不多,但其中一些节点离中心点比较远时,使用树型中继网络是比较好的。

  格型网(Mesh Net),也叫网状网,因为像“渔网”而得名。几十或上百个节点聚在一起,相互之间会形成比较复杂的依存关系。用格型网来描述它们之间的关系比较合适,依据这种模型建立的自动路由算法,能够更好地改善抄表系统的性能,取得良好的运行效果。

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关键字:GSM  GPRS  中继  算法  集抄  采集器  抄通率

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2009/0726/article_1886.html
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