基于ZigBee的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)及其性能檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。具體講是一種ZigBee遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)性能檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]ZigBee遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)的采集節(jié)點(diǎn)和集中器之間的通訊方式是無線通訊。在無線通信系統(tǒng)中，對信道鏈路質(zhì)量的測量結(jié)果是判定系統(tǒng)性能的重要依據(jù)。鏈路質(zhì)量包括單個(gè)采集節(jié)點(diǎn)的剩余能量、傳輸延遲、丟包率、誤碼率、抗干擾能力等，以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等參數(shù)。現(xiàn)有非ZigBee無線抄表網(wǎng)絡(luò)測量方法技術(shù)含量低，基本采用單點(diǎn)測試，不能在系統(tǒng)層面上測試拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有非ZigBee無線抄表網(wǎng)絡(luò)測量方法，在有新的采集節(jié)點(diǎn)增加時(shí)，測試網(wǎng)絡(luò)需要另外增加硬件、改編軟件等工作。目前在進(jìn)行干擾測試時(shí)，往往采用另外設(shè)置干擾源的方法實(shí)現(xiàn)，增加成本、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。丟包率、誤碼率等測試方面，在測試算法上研究較多，在操作層面的軟件界面上研究較少。本測試方法可以用于由ZigBee組成的遠(yuǎn)程電表、水表、氣表、熱表等抄表網(wǎng)絡(luò)的性能測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種技術(shù)含量高、信息含量大，擴(kuò)展性強(qiáng)，操作時(shí)刻任意的ZigBee遠(yuǎn)程無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測試方法，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能的定期、不定期的檢測。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案提供
[0005]—種基于ZigBee的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)的性能檢測方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0006]S1.0、提供主控單元、集中器和采集節(jié)點(diǎn)；
[0007]S1.1、主控單元向集中器發(fā)出檢測命令；
[0008]S1.2、集中器根據(jù)檢測命令將相應(yīng)的檢測命令發(fā)送給對應(yīng)采集節(jié)點(diǎn)；
[0009]S1.3、采集節(jié)點(diǎn)根據(jù)檢測命令抄表，并將抄表結(jié)果以及檢測命令反饋給集中器；
[0010]S1.4、集中器將原始檢測命令以及采集節(jié)點(diǎn)反饋回來的檢測命令進(jìn)行比對，計(jì)算抄表結(jié)果的丟包率和誤碼率；
[0011]S1.5、集中器將抄表結(jié)果發(fā)送給主控單元。
[0012]作為優(yōu)選的，在步驟S1.5后，經(jīng)自由設(shè)定的自動(dòng)抄表間隔時(shí)間后，返回步驟S1.1，開始新一輪抄表。
[0013]作為優(yōu)選的，在步驟S1.4中，還包括:
[0014]抄表結(jié)果的丟包率和/或誤碼率大于主控單元中的預(yù)設(shè)值時(shí)，主控單元控制告警單元發(fā)出抄表結(jié)果丟包率和/或誤碼率過高告警。
[0015]作為優(yōu)選的于，還包括:在新增抄表用戶時(shí)，采集節(jié)點(diǎn)自主搜尋集中器，完成通信的匹配。
[0016]作為優(yōu)選的，在步驟S1.5中，抄表結(jié)果還被存儲(chǔ)在集中器中。
[0017]作為優(yōu)選的，在步驟S1.3之前，還包括:
[0018]采集節(jié)點(diǎn)接收到檢測命令后，對采集節(jié)點(diǎn)當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行判斷；
[0019]若采集節(jié)點(diǎn)處于空閑狀態(tài)，則進(jìn)入步驟S1.3 ；
[0020]若采集節(jié)點(diǎn)處于忙碌狀態(tài)，采集節(jié)點(diǎn)掛起檢測命令，待采集節(jié)點(diǎn)進(jìn)入空閑狀態(tài)時(shí)，進(jìn)入步驟S1.3。
[0021]作為優(yōu)選的，在步驟S1.1到S1.5的過程中，人為操作主控單元控制集中器和采集節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)抗干擾性能測試過程；
[0022]抗干擾性能測試過程包括以下步驟:
[0023]S2.1、主控單元發(fā)送干擾測試命令給集中器；
[0024]S2.2、集中器將干擾測試命令發(fā)送給待測采集節(jié)點(diǎn)和相鄰采集節(jié)點(diǎn)；
[0025]S2.3、在相同頻道上同時(shí)給集中器發(fā)送信號，其中待測采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送測試數(shù)據(jù)信號，相鄰采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送干擾信號；
[0026]S2.4、集中器對比接收的測試信號，計(jì)算有干擾信號時(shí)的丟包率和誤碼率，并將有信號干擾時(shí)的丟包率和誤碼率反饋給主控單元。
[0027]作為優(yōu)選的，有信號干擾時(shí)的丟包率和/或誤碼率大于主控單元中的預(yù)設(shè)值時(shí)，主控單元控制告警單元發(fā)出干擾丟包和/或誤碼嚴(yán)重告警。
[0028]作為優(yōu)選的，集中器和主控單元之間通過無線通信網(wǎng)絡(luò)通信。
[0029]本發(fā)明還提供了一種基于ZigBee的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)，包括主控單元、集中器、采集節(jié)點(diǎn)、告警組件；
[0030]主控單元與告警組件相連接；集中器分別與主控單元、采集節(jié)點(diǎn)無線連接；
[0031]主控單元用于:
[0032]向集中器發(fā)送檢測命令；
[0033]向集中器發(fā)送干擾測試命令；
[0034]當(dāng)抄表結(jié)果的丟包率和/或誤碼率大于主控單元中的預(yù)設(shè)值時(shí)，控制告警單元發(fā)出抄表結(jié)果丟包率和/或誤碼率過高告警；
[0035]當(dāng)有信號干擾時(shí)的丟包率和/或誤碼率大于主控單元中的預(yù)設(shè)值時(shí)，控制告警單元發(fā)出干擾丟包和/或誤碼嚴(yán)重告警；
[0036]集中器用于:
[0037]根據(jù)檢測命令或干擾測試命令向采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送檢測命令或干擾測試命令；
[0038]接收到來自采集節(jié)點(diǎn)的檢測結(jié)果以及檢測命令或干擾測試命令反饋，并根據(jù)反饋的檢測命令或干擾測試命令以及原始檢測命令或干擾測試命令計(jì)算誤碼率和/或丟包率；
[0039]反饋檢測結(jié)果以及誤碼率和/或丟包率給主控單元；
[0040]采集節(jié)點(diǎn)用于:
[0041 ] 根據(jù)檢測命令抄表，并將抄表結(jié)果和檢測命令反饋給集中器；
[0042]根據(jù)干擾測試命令在同一通道向集中器發(fā)送測試數(shù)據(jù)或干擾信號。
[0043]本發(fā)明提供的基于ZigBee的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)的性能檢測方法，除了正常地對電表、水表等進(jìn)行抄表外，能夠?qū)Σ杉降臄?shù)據(jù)準(zhǔn)確度進(jìn)行評估，還能夠通過自檢程序檢測高干擾狀態(tài)下的運(yùn)作狀況，確保精確地采集數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0044]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0045]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的性能測試流程圖。
[0046]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的干擾測試流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。
[0048]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種基于ZigBee的遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)的性能檢測方法，包括以下步驟:
[0049]S1.0、提供主控單元、集中器和采集節(jié)點(diǎn)；
[0050]S1.1、主控單元向集中器發(fā)出檢測命令；
[0051]S1.2、集中器根據(jù)檢測命令將相應(yīng)的檢測命令發(fā)送給對應(yīng)采集節(jié)點(diǎn)；
[0052]S1.3、采集節(jié)點(diǎn)根據(jù)檢測命令抄表，并將抄表結(jié)果以及檢測命令反饋給集中器；
[0053]S1.4、集中器將原始檢測命令以及采集節(jié)點(diǎn)反饋回來的檢測命令進(jìn)行比對，計(jì)算抄表結(jié)果的丟包率和誤碼率；
[0054]S1.5、集中器將抄表結(jié)果發(fā)送給主控單元。
[0055]在本實(shí)施例中，本測試方法的主控單元是集抄中心的計(jì)算機(jī)，由測試人員點(diǎn)擊集抄中心的計(jì)算機(jī)上層數(shù)據(jù)管理軟件界面發(fā)起測試命令，最終的測試結(jié)果呈現(xiàn)在集抄中心的計(jì)算機(jī)測試平臺界面上。該方法基于采用ZigBee的采集節(jié)點(diǎn)和集中器，無需另外增加測試硬件，完全依靠軟件平臺測試。
[0056]抄表系統(tǒng)完成經(jīng)傳感器和計(jì)量器處理后的日凍結(jié)、月凍結(jié)數(shù)據(jù)的主動(dòng)抄表或被動(dòng)抄表。主動(dòng)抄表即采集節(jié)點(diǎn)定時(shí)向集中器傳送數(shù)據(jù)，被動(dòng)抄表即采集節(jié)點(diǎn)接收到集中器發(fā)來的抄表命令后再向集中器發(fā)送數(shù)據(jù)。抄表系統(tǒng)并非全天候24小時(shí)傳送數(shù)據(jù)，故可采取打擾模式，由測試軟件接到測試命令后，自行判斷被測節(jié)點(diǎn)或被測系統(tǒng)是忙碌還是空閑。在空閑時(shí)向下發(fā)出運(yùn)行測試指令。
[0057]當(dāng)有新的抄表戶加入時(shí)，無需更新現(xiàn)有測試軟件，原有測試軟件自行捕捉到新節(jié)點(diǎn)，并將其加入測試網(wǎng)絡(luò)，形成新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。具體方法是，新抄表戶的采集節(jié)點(diǎn)向周圍無線廣播以獲得周圍采集節(jié)點(diǎn)和集中器的標(biāo)志信息，若捕捉到集中器的標(biāo)志信息后，新采集節(jié)點(diǎn)和集中器立馬自行組織，與原有采集節(jié)點(diǎn)一起形成新網(wǎng)絡(luò)。
[0058]軟件測試代碼存儲(chǔ)于采集節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)器中，當(dāng)采集節(jié)點(diǎn)接收到集抄中心經(jīng)集中器向采集節(jié)點(diǎn)發(fā)出的測試指令后，由ZigBee采集節(jié)點(diǎn)的微控制器運(yùn)行相應(yīng)的軟件測試代碼，生成多組測試數(shù)據(jù)，經(jīng)無線鏈路傳輸至集中器。
[0059]數(shù)據(jù)集中器具有存儲(chǔ)功能和計(jì)算功能，將接收到的編碼序列和預(yù)置于集中器的測試代碼序列(與采集節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的測試代碼一致)進(jìn)行比較，計(jì)算出丟包率和誤碼率，以及通過計(jì)時(shí)功能計(jì)算傳輸延遲。并將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)。
[0060]丟包率=(采集節(jié)點(diǎn)發(fā)出的測試碼數(shù)量-集中器接收到的序列碼數(shù)量)/采集節(jié)點(diǎn)發(fā)出的測試碼數(shù)量X100%
[0061]誤碼率=(接收到的序列碼與預(yù)置測試代碼不一樣的數(shù)量)/預(yù)置測