專(zhuān)利名稱(chēng)：一種水表的無(wú)線(xiàn)通訊處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種無(wú)線(xiàn)通訊處理方法，尤其涉及到一種水表的無(wú)線(xiàn)通訊處理方法。
背景技術(shù)：
隨著人們的生活水平的提高、樓宇的擴(kuò)建增高、計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，傳統(tǒng)的人工抄 表方式準(zhǔn)確性和及時(shí)性都得不到保障，已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求。IC卡智能水表的用 戶(hù)信息都存儲(chǔ)于IC卡上，其主要目的是解決收費(fèi)問(wèn)題，不能提供及時(shí)的用戶(hù)使用信息，不 便于管理部門(mén)的數(shù)據(jù)分析管理。傳統(tǒng)有線(xiàn)集中抄表系統(tǒng)，由于布線(xiàn)施工困難、系統(tǒng)維護(hù)復(fù) 雜、可靠性差、管理困難等各方面原因，難以推廣應(yīng)用。因此應(yīng)用無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)水表的數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)自動(dòng)采集及管理成為行業(yè)熱點(diǎn)，通過(guò) 無(wú)線(xiàn)通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)水表代表了水表今后的發(fā)展方向。但是，現(xiàn)有的水表無(wú)線(xiàn)通 訊處理方法，通常采用的是集中器對(duì)水表進(jìn)行輪詢(xún)的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這樣的一種主從 輪詢(xún)通訊模式，使得無(wú)線(xiàn)式水表始終處于接收狀態(tài)，以等待采集器的通訊指令。由于無(wú)線(xiàn)通 訊模塊工作時(shí)要消耗很大工作電流，這種通訊方式使無(wú)線(xiàn)水表無(wú)謂消耗了大部分能源，而 無(wú)線(xiàn)水表通常由直流電池供電，這樣大大縮短了電池的使用壽命，限制了無(wú)線(xiàn)水表的推廣 應(yīng)用。輪詢(xún)通訊模式要求無(wú)線(xiàn)水表始終接收空中的無(wú)線(xiàn)信號(hào)并處理應(yīng)答，由于空中無(wú)線(xiàn)信 號(hào)復(fù)雜、易受干擾，通訊可靠性大大降低，而且使無(wú)線(xiàn)通訊信道經(jīng)常處于繁忙狀態(tài)，導(dǎo)致無(wú) 線(xiàn)通訊系統(tǒng)無(wú)法正常工作，無(wú)線(xiàn)水表無(wú)法實(shí)時(shí)、可靠的將表具中的信息發(fā)送給采集器，數(shù)據(jù) 抄收率無(wú)法得到保證，從而也就不能實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)用水量及水表工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，無(wú)法 為管理部門(mén)提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)管理信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能減少無(wú)線(xiàn)水表中無(wú)線(xiàn)通訊模塊的工作 時(shí)間和占用通訊信道的時(shí)間，延長(zhǎng)供電電池的使用壽命，提高無(wú)線(xiàn)水表通訊可靠性，實(shí)現(xiàn)向 采集器實(shí)時(shí)發(fā)送可靠數(shù)據(jù)信息的無(wú)線(xiàn)通訊處理方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為無(wú)線(xiàn)水表作為從節(jié)點(diǎn)，無(wú)線(xiàn)采集 器作為主節(jié)點(diǎn)，一個(gè)主節(jié)點(diǎn)與多個(gè)從節(jié)點(diǎn)共享無(wú)線(xiàn)通訊信道組成主從拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)。 水表的無(wú)線(xiàn)通訊處理方法是無(wú)線(xiàn)水表(從節(jié)點(diǎn))定量、定時(shí)(預(yù)設(shè)條件)主動(dòng)向采集器 (主節(jié)點(diǎn))發(fā)送聯(lián)絡(luò)信息，在采集器空閑時(shí)發(fā)送表具數(shù)據(jù)信息，采集器解析接收數(shù)據(jù)包，判 斷數(shù)據(jù)是否合法，若否，下傳通訊失敗應(yīng)答，無(wú)線(xiàn)水表收到通訊失敗應(yīng)答或在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收 不到采集器的任何應(yīng)答，則重新發(fā)送表具數(shù)據(jù)信息，采集器判斷接收數(shù)據(jù)結(jié)果正確，則檢索 采集器數(shù)據(jù)庫(kù)中是否有該表具的控制命令信息，若無(wú)，則向無(wú)線(xiàn)水表下傳數(shù)據(jù)接收正確應(yīng) 答，若有則發(fā)送控制命令并等待無(wú)線(xiàn)水表應(yīng)答；無(wú)線(xiàn)水表接收到采集器的應(yīng)答數(shù)據(jù)后，解析 判斷數(shù)據(jù)是否合法，若正確則執(zhí)行相關(guān)命令并發(fā)送數(shù)據(jù)接收正確或命令執(zhí)行結(jié)果應(yīng)答，若 不正確則發(fā)送數(shù)據(jù)接收錯(cuò)誤通訊失敗應(yīng)答；采集器接受到正確應(yīng)答數(shù)據(jù)后，記錄處理通訊數(shù)據(jù)，一次無(wú)線(xiàn)通訊過(guò)程結(jié)束，若收到通訊失敗應(yīng)答或無(wú)應(yīng)答，則本次通訊無(wú)效，通訊結(jié)束。無(wú)線(xiàn)水表無(wú)法聯(lián)絡(luò)采集器，或發(fā)送表具數(shù)據(jù)信息后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收不到采集器的 任何應(yīng)答，則重新執(zhí)行上述通訊過(guò)程，若重復(fù)次數(shù)大于3次，則認(rèn)為無(wú)線(xiàn)通訊故障，無(wú)線(xiàn)水 表記錄故障狀態(tài)并提示，本次通訊結(jié)束。上述無(wú)線(xiàn)水表在定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中根據(jù)本機(jī)表具編號(hào)(唯一 ID地址編碼) 采用隨機(jī)算法計(jì)算本機(jī)數(shù)據(jù)通訊時(shí)間，以避免多臺(tái)水表的數(shù)據(jù)并發(fā)，最大限度減少數(shù)據(jù)并 發(fā)沖突幾率。上述無(wú)線(xiàn)水表(從節(jié)點(diǎn))、采集器(主節(jié)點(diǎn))之間的無(wú)線(xiàn)通訊采用ISM頻段工作頻 點(diǎn)、基于FSK的調(diào)制方式，采用高效前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù)，提高數(shù)據(jù)抗突發(fā)干擾和隨機(jī)干 擾的能力。上述無(wú)線(xiàn)水表(從節(jié)點(diǎn))、采集器(主節(jié)點(diǎn))之間的無(wú)線(xiàn)通訊采用了多信道冗余的 通訊方式，當(dāng)一個(gè)信道繁忙時(shí)可以切換到另一個(gè)信道進(jìn)行通訊，保證了通訊可靠性和實(shí)時(shí) 性。上述無(wú)線(xiàn)水表(從節(jié)點(diǎn))、采集器(主節(jié)點(diǎn))之間均采用密文形式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交 換，保證數(shù)據(jù)安全性。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明所述的水表的無(wú)線(xiàn)通訊處理方法，采用定量、定時(shí)、 多信道冗余通訊技術(shù)，由無(wú)線(xiàn)水表主動(dòng)向采集器上傳數(shù)據(jù)而非由采集器輪詢(xún)采集，使得無(wú) 線(xiàn)水表中的無(wú)線(xiàn)通訊模塊大部分處于休眠狀態(tài)，功耗大大降低，延長(zhǎng)了電池使用壽命，并充 分保證了無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通訊的可靠性和抄收成功率，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、安全交換，為供水管理 部門(mén)的提供了實(shí)時(shí)、真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶(hù)用水量及表具工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān) 控、統(tǒng)計(jì)、分析，提高了供水部門(mén)的經(jīng)營(yíng)管理水平。


附圖是無(wú)線(xiàn)通訊處理方法的過(guò)程流程圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明所述的水表的無(wú)線(xiàn)通訊處理方法進(jìn)行描述說(shuō)明。附圖是無(wú) 線(xiàn)通訊處理方法的過(guò)程流程圖。本實(shí)例中，一臺(tái)無(wú)線(xiàn)采集器(主節(jié)點(diǎn))與250臺(tái)無(wú)線(xiàn)水表 (從節(jié)點(diǎn))組成主從無(wú)線(xiàn)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)采集器與水表的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)通訊，并 且假設(shè)水表每計(jì)量Im3用水量或每間隔1 或24h主動(dòng)上傳數(shù)據(jù)，并根據(jù)本機(jī)表具編號(hào)(唯 一 ID地址編碼)采用隨機(jī)算法計(jì)算本機(jī)數(shù)據(jù)通訊時(shí)間，以避免多臺(tái)水表的數(shù)據(jù)并發(fā)，在采 集器空閑時(shí)發(fā)送表具數(shù)據(jù)信息，采集器解析接收數(shù)據(jù)包，判斷數(shù)據(jù)是否合法，若否，下傳通 訊失敗應(yīng)答，無(wú)線(xiàn)水表收到通訊失敗應(yīng)答或在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收不到采集器的任何應(yīng)答，則重 新發(fā)送表具數(shù)據(jù)信息，采集器判斷接收數(shù)據(jù)結(jié)果正確，則檢索采集器數(shù)據(jù)庫(kù)中是否有該表 具的控制命令信息，若無(wú)，則向無(wú)線(xiàn)水表下傳數(shù)據(jù)接收正確應(yīng)答，若有則發(fā)送控制命令并等 待無(wú)線(xiàn)水表應(yīng)答；無(wú)線(xiàn)水表接收到采集器的應(yīng)答數(shù)據(jù)后，解析判斷數(shù)據(jù)是否合法，若正確則 執(zhí)行相關(guān)命令并發(fā)送數(shù)據(jù)接收正確或命令執(zhí)行結(jié)果應(yīng)答，若不正確則發(fā)送數(shù)據(jù)接收錯(cuò)誤通 訊失敗應(yīng)答；采集器接受到正確應(yīng)答數(shù)據(jù)后，記錄處理通訊數(shù)據(jù)，一次無(wú)線(xiàn)通訊過(guò)程結(jié)束， 若收到通訊失敗應(yīng)答或無(wú)應(yīng)答，則本次通訊無(wú)效，通訊結(jié)束。
無(wú)線(xiàn)水表無(wú)法聯(lián)絡(luò)采集器，或發(fā)送表具數(shù)據(jù)信息后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收不到采集器的 任何應(yīng)答，則重新執(zhí)行上述通訊過(guò)程，若重復(fù)次數(shù)大于3次，則認(rèn)為無(wú)線(xiàn)通訊故障，無(wú)線(xiàn)水 表記錄故障狀態(tài)并提示，本次通訊結(jié)束。本實(shí)例中采集器及水表主從無(wú)線(xiàn)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)中，采用兩個(gè)通訊信道以保證 通訊成功率。采集器配置兩個(gè)互不影響的并行信道同時(shí)工作，無(wú)線(xiàn)水表默認(rèn)其中一個(gè)信道 工作，當(dāng)該信道繁忙時(shí)無(wú)線(xiàn)水表可自動(dòng)切換到另一個(gè)信道進(jìn)行通訊，該過(guò)程自動(dòng)識(shí)別完成。本實(shí)例中數(shù)據(jù)的傳輸采用DES算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸，保證數(shù)據(jù)傳輸交換的安 全性。以上措施充分保證了無(wú)線(xiàn)通訊的實(shí)時(shí)性、可靠性和安全性，提高了通訊成功率。上述水表的無(wú)線(xiàn)通訊處理方法技術(shù)方案中，主要影響無(wú)線(xiàn)信道擁擠及信道穩(wěn)定造 成通訊不暢、通訊可靠性降低的因素有數(shù)據(jù)并發(fā)及無(wú)線(xiàn)電信號(hào)干擾。數(shù)據(jù)并發(fā)指多臺(tái)水表 (從節(jié)點(diǎn))同時(shí)向采集器(主節(jié)點(diǎn))發(fā)送信息數(shù)據(jù)，會(huì)導(dǎo)致信道繁忙及同頻干擾，空中無(wú)線(xiàn) 電信號(hào)的隨機(jī)干擾也會(huì)影響通訊結(jié)果。實(shí)踐應(yīng)用證明，由于用戶(hù)用水量及無(wú)線(xiàn)信號(hào)干擾的 隨機(jī)性，本方案采用定量、定時(shí)(分時(shí))及信道冗余的通訊處理方法，無(wú)線(xiàn)水表數(shù)據(jù)并發(fā)干 擾的幾率小于0. 2%，無(wú)線(xiàn)水表數(shù)據(jù)抄收成功率達(dá)到99. 7%，本方案完全可行，解決了目前 無(wú)線(xiàn)抄表方法存在的問(wèn)題，延長(zhǎng)了無(wú)線(xiàn)水表使用壽命，提高了無(wú)線(xiàn)水表抄表系統(tǒng)的通訊可 靠性、穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)供水系統(tǒng)和用戶(hù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控分析，充分滿(mǎn)足了供水部門(mén)的經(jīng)營(yíng)管理 需要。
權(quán)利要求
1.一種水表的無(wú)線(xiàn)通訊處理方法，該方法將無(wú)線(xiàn)水表作為從節(jié)點(diǎn)，無(wú)線(xiàn)采集器作為主 節(jié)點(diǎn)，一個(gè)主節(jié)點(diǎn)與多個(gè)從節(jié)點(diǎn)共享無(wú)線(xiàn)通訊信道組成主從拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)。其特征在 于無(wú)線(xiàn)水表(從節(jié)點(diǎn))定量、定時(shí)(采用隨機(jī)算法計(jì)算通訊時(shí)間)主動(dòng)向采集器(主節(jié) 點(diǎn))發(fā)送聯(lián)絡(luò)信息，并采用多信道冗余的通訊方式在采集器空閑時(shí)發(fā)送表具數(shù)據(jù)信息，采 集器解析接收數(shù)據(jù)包，判斷數(shù)據(jù)是否合法，若否，下傳通訊失敗應(yīng)答，無(wú)線(xiàn)水表收到通訊失 敗應(yīng)答或在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收不到采集器的任何應(yīng)答，則重新發(fā)送表具數(shù)據(jù)信息，采集器判斷 接收數(shù)據(jù)結(jié)果正確，則檢索采集器數(shù)據(jù)庫(kù)中是否有該表具的控制命令信息，若無(wú)，則向無(wú)線(xiàn) 水表下傳數(shù)據(jù)接收正確應(yīng)答，若有則發(fā)送控制命令并等待無(wú)線(xiàn)水表應(yīng)答；無(wú)線(xiàn)水表接收到 采集器的應(yīng)答數(shù)據(jù)后，解析判斷數(shù)據(jù)是否合法，若正確則執(zhí)行相關(guān)命令并發(fā)送數(shù)據(jù)接收正 確或命令執(zhí)行結(jié)果應(yīng)答，若不正確則發(fā)送數(shù)據(jù)接收錯(cuò)誤通訊失敗應(yīng)答；采集器接受到正確 應(yīng)答數(shù)據(jù)后，記錄處理通訊數(shù)據(jù)，一次無(wú)線(xiàn)通訊過(guò)程結(jié)束，若收到通訊失敗應(yīng)答或無(wú)應(yīng)答， 則本次通訊無(wú)效通訊結(jié)束。無(wú)線(xiàn)水表無(wú)法聯(lián)絡(luò)采集器，或發(fā)送表具數(shù)據(jù)信息后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收不到采集器的任何 應(yīng)答，則重新執(zhí)行上述通訊過(guò)程，若重復(fù)次數(shù)大于3次，則認(rèn)為無(wú)線(xiàn)通訊故障，無(wú)線(xiàn)水表記 錄故障狀態(tài)并提示，本次通訊結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的一種水表的無(wú)線(xiàn)通訊處理方法，其特征在于無(wú)線(xiàn)水表在定時(shí) 發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中根據(jù)本機(jī)表具編號(hào)(唯一 ID地址編碼)采用隨機(jī)算法計(jì)算本機(jī)數(shù)據(jù)通 訊時(shí)間，以避免多臺(tái)水表的數(shù)據(jù)并發(fā)，最大限度減少數(shù)據(jù)并發(fā)沖突幾率。
3.如權(quán)利要求1所述的一種水表的無(wú)線(xiàn)通訊處理方法，其特征在于無(wú)線(xiàn)水表(從節(jié) 點(diǎn))、采集器(主節(jié)點(diǎn))之間的無(wú)線(xiàn)通訊采用ISM頻段工作頻點(diǎn)、基于FSK的調(diào)制方式，采用 高效前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù)，提高數(shù)據(jù)抗突發(fā)干擾和隨機(jī)干擾的能力。
4.如權(quán)利要求1所述的一種水表的無(wú)線(xiàn)通訊處理方法，其特征在于無(wú)線(xiàn)水表(從節(jié) 點(diǎn))、采集器(主節(jié)點(diǎn))之間的無(wú)線(xiàn)通訊采用了多信道冗余的通訊方式，當(dāng)一個(gè)信道繁忙時(shí) 可以切換到另一個(gè)信道進(jìn)行通訊，保證了通訊可靠性和實(shí)時(shí)性。
5.如權(quán)利要求1所述的一種水表的無(wú)線(xiàn)通訊處理方法，其特征在于無(wú)線(xiàn)水表(從節(jié) 點(diǎn))、采集器(主節(jié)點(diǎn))之間均采用密文形式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交換，保證數(shù)據(jù)安全性。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水表的無(wú)線(xiàn)通訊處理方法，該方法建立在一個(gè)主節(jié)點(diǎn)對(duì)多個(gè)從節(jié)點(diǎn)的主從拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，其特點(diǎn)是采用定量、定時(shí)、多信道冗余通訊技術(shù)、高效前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù)，由無(wú)線(xiàn)水表主動(dòng)向采集器上傳數(shù)據(jù)而非由采集器輪詢(xún)采集，使得無(wú)線(xiàn)水表中的無(wú)線(xiàn)通訊模塊大部分處于休眠狀態(tài)，功耗大大降低，延長(zhǎng)了電池使用壽命，并充分保證了無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通訊的可靠性和抄收成功率，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、安全交換，為供水管理部門(mén)的提供了實(shí)時(shí)、真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶(hù)用水量及表具工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)、分析，提高了供水部門(mén)的經(jīng)營(yíng)管理水平。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102087132SQ20091023155
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者亓恒忠, 任國(guó)賢, 劉衍志, 莊革, 張令, 耿哲 申請(qǐng)人:莊革