面向集中供暖分戶計(jì)量的無(wú)線溫度采集方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于建筑供暖測(cè)控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及了一種面向集中供暖分戶計(jì)量的基于無(wú)線方式的溫度采集方法及其裝置，該方法包括參數(shù)設(shè)置與系統(tǒng)部署；測(cè)定信號(hào)穿透力；建立主干路由；建立支路路由；支路路由節(jié)點(diǎn)角色設(shè)置；簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)分配與測(cè)試；簇內(nèi)溫度采集；溫度數(shù)據(jù)的上報(bào)等步驟。本發(fā)明提出了結(jié)合采集節(jié)點(diǎn)位置信息的樓層優(yōu)先分層路由組網(wǎng)方法，提高了低速率環(huán)境下的組網(wǎng)速度；提出了以簇為單位的溫度采集和上傳機(jī)制，同時(shí)引入將溫差數(shù)據(jù)與位圖標(biāo)識(shí)相結(jié)合的方法，有效降低了傳輸數(shù)據(jù)量，進(jìn)而提高了數(shù)據(jù)傳輸可靠性和效率。
【專利說(shuō)明】面向集中供暖分戶計(jì)量的無(wú)線溫度采集方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑供暖測(cè)控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及了一種面向集中供暖分戶計(jì)量的基于無(wú)線方式的溫度采集方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)建筑面積的不斷增大，供熱應(yīng)用的需求也不斷擴(kuò)大，因此對(duì)供熱控制系統(tǒng)的研究和改進(jìn)是十分迫切。傳統(tǒng)的集中供暖分戶計(jì)量方式采用的面積分?jǐn)偡?，即整個(gè)樓棟安裝一個(gè)熱表用于采集整個(gè)樓棟的熱消耗，在此基礎(chǔ)上按面積分?jǐn)偨o各個(gè)住戶，然而由于各個(gè)住戶的房間位置、朝向不同，各住戶雖然按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)繳費(fèi)，卻享受到不同的室內(nèi)溫度，即出現(xiàn)了“等費(fèi)用不等舒適度”的現(xiàn)象。為此，近年來(lái)，一種基于溫度的分戶熱計(jì)量方式正悄然興起，以此方式來(lái)實(shí)現(xiàn)“等舒適度等費(fèi)用”的計(jì)量目標(biāo)，受到廣大熱用戶的歡迎。然而，如何采集各住戶的實(shí)際溫度便成了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。專利201010588876.4提出了一種基于有線的溫度采集方法，而專利201010161073.0則提出了一種基于Zigbee無(wú)線自組網(wǎng)和GPRS的無(wú)線熱能采集方法。考慮到安裝實(shí)際，基于無(wú)線方式的溫度采集系統(tǒng)更容易被熱用戶所接受。
[0003]然而，在實(shí)際應(yīng)用中，在國(guó)家允許的功率范圍內(nèi)，Zigbee方式由于其傳輸頻率較高，傳輸帶寬較大，信號(hào)穿透力則難于滿足不同住戶的自動(dòng)組網(wǎng)需求。為此，一種以470M為傳輸頻率的無(wú)線傳輸方式正逐步在無(wú)線抄表和集中供暖分戶計(jì)量領(lǐng)域使用，同時(shí)，為了使其具有較高的信號(hào)穿透力、較強(qiáng)的自組網(wǎng)能力，往往會(huì)將降低其傳輸帶，例如將其設(shè)置為9600bps，甚至更低，這必將致使其自組網(wǎng)速度和數(shù)據(jù)傳輸速度下降，甚至難以保證實(shí)際的時(shí)間需求。雖然，目前一些典型的無(wú)線自組網(wǎng)協(xié)議，例如LEACH路由協(xié)議等，考慮了分層路由和數(shù)據(jù)融合的機(jī)制，然而面對(duì)較低的傳輸帶寬時(shí)仍然難于滿足實(shí)際需求。
[0004]因此，自組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸速度與傳輸帶寬之間的矛盾依然是基于470M無(wú)線溫度采集系統(tǒng)所面臨的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的自組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸速度與傳輸帶寬之間的矛盾，本發(fā)明提出了一種結(jié)合采集節(jié)點(diǎn)位置信息的分層路由組網(wǎng)方法和數(shù)據(jù)融合機(jī)制，提高了系統(tǒng)在低傳輸帶寬下的自組網(wǎng)速度和數(shù)據(jù)上報(bào)速度，較好地滿足了住宅用戶集中供暖分戶計(jì)量中的實(shí)際應(yīng)用需求。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種面向集中供暖分戶計(jì)量的無(wú)線溫度采集方法，包括如下步驟:
[0007](I)參數(shù)設(shè)置與系統(tǒng)部署:設(shè)置被部署樓棟的單元數(shù)U、樓層數(shù)F和指定單元指定樓層的最大住戶數(shù)H ;部署樓棟協(xié)調(diào)器C(u，f, h)，即表示第u單元，f樓層，最鄰近的住戶門牌號(hào)h，其所管轄單元范圍為Umin..umax，管轄樓層范圍為fB()tt()m..fT()p ;部署采集節(jié)點(diǎn)信息A[i，j，k]，即表示第i單元，第j樓層的第k住戶，i的取值范圍為1...U，j取值范圍為1...F，k取值范圍為1...H，當(dāng)?shù)趇單元，第j層的第k住戶已經(jīng)安裝了采集節(jié)點(diǎn)后，A[i，j，k]的值為該采集節(jié)點(diǎn)的ID號(hào)，否則其值為空；
[0008](2)測(cè)定信號(hào)穿透力:由樓棟協(xié)調(diào)器C(u，f, h)分別對(duì)采集節(jié)點(diǎn)A[u，f+j, h]進(jìn)行連通性測(cè)試，j的取值為O至fT()p-f,直至C (u, f, h)到A[u, f+j, h]采集節(jié)點(diǎn)不連通或j的取值為fT()P-f為止，由公式(I)得到信號(hào)穿透力TC ；
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種面向集中供暖分戶計(jì)量的無(wú)線溫度采集方法，其特征在于包括以下步驟: (O參數(shù)設(shè)置與系統(tǒng)部署:設(shè)置被部署樓棟的單元數(shù)U、樓層數(shù)F和指定單元指定樓層的最大住戶數(shù)H ;部署樓棟協(xié)調(diào)器C(u，f, h)，即表示第u單元，f樓層，最鄰近的住戶門牌號(hào)h，其所管轄單元范圍為umin..Umax,管轄樓層范圍為fB(rtt(M..fTop ;部署采集節(jié)點(diǎn)信息A[i，j，k]，即表示第i單元，第j樓層的第k住戶，i的取值范圍為1...U，j取值范圍為1...F，k取值范圍為1...H，當(dāng)?shù)趇單元，第j層的第k住戶已經(jīng)安裝了采集節(jié)點(diǎn)后，A[i, j, k]的值為該采集節(jié)點(diǎn)的ID號(hào)，否則其值為空； (2)測(cè)定信號(hào)穿透力:由樓棟協(xié)調(diào)器C(u，f，h)分別對(duì)采集節(jié)點(diǎn)A[u，f+j，h]進(jìn)行連通性測(cè)試，j的取值為O至fT()p-f，直至C(u，f, h)到A[u，f+j, h]采集節(jié)點(diǎn)不連通或j的取值為fTQP-f為止，由公式(I)得到信號(hào)穿透力TC ；
2.如權(quán)利要求1所述的面向集中供暖分戶計(jì)量的無(wú)線溫度采集方法，其特征在于，在步驟￠)中還包括失缺節(jié)點(diǎn)的發(fā)現(xiàn):對(duì)于在步驟￠)中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)和分配的采集節(jié)點(diǎn)，由樓棟協(xié)調(diào)器C(u，f，h)根據(jù)其位置關(guān)系，由其鄰近的其他簇節(jié)點(diǎn)再次對(duì)其進(jìn)行連通性測(cè)試，如果測(cè)試成功則將其分配到該簇節(jié)點(diǎn)，并將添加的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)信息上報(bào)給其所在的樓棟協(xié)調(diào)器C(u, f, h) ο
3.如權(quán)利要求2所述的面向集中供暖分戶計(jì)量的無(wú)線溫度采集方法，其特征在于，還包括步驟(9)路由維護(hù):在所述步驟(7)和(8)的溫度采集過(guò)程中，如果存在簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的溫度采集連續(xù)失敗次數(shù)大于ThMax，則對(duì)該簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)按失缺節(jié)點(diǎn)處理；如果存在簇節(jié)點(diǎn)的溫度采集連續(xù)失敗次數(shù)大于ThMax，則按步驟(4)至(6)對(duì)該簇節(jié)點(diǎn)所在的支路重新進(jìn)行支路路由建立。
4.如權(quán)利要求1所述的面向集中供暖分戶計(jì)量的無(wú)線溫度采集方法，其特征在于，兩采集節(jié)點(diǎn)之間連通性的測(cè)試方法為源節(jié)點(diǎn)向目標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)包，如果源節(jié)點(diǎn)能收到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的返回確認(rèn)包，然后按公式(2)評(píng)判其鏈路質(zhì)量LQ，當(dāng)鏈路質(zhì)量LQ小于閾值THuj時(shí)判斷為不連通，否則為連通；如果源節(jié)點(diǎn)沒(méi)能收到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的返回確認(rèn)包，則鏈路質(zhì)量LO設(shè)置為O ;其中公式⑵中的RSSlsmt為發(fā)送包的RSSI，而RSSI_iTC為返回包的RSSI，
5.如權(quán)利要求1所述的面向集中供暖分戶計(jì)量的無(wú)線溫度采集方法，其特征在于，所述步驟(3)建立主干路由BR包括以下步驟: (3.1)樓棟協(xié)調(diào)器C(u，f, h)從樓層fmin..ffflax中選擇一層fk，對(duì)該層所屬的采集節(jié)點(diǎn)A[U, fk, 1..H]發(fā)送測(cè)試包，其中u為該樓棟協(xié)調(diào)器C(u，f，h)安裝位置的單元號(hào)，選中一個(gè)鏈路質(zhì)量LQ最好的采集節(jié)點(diǎn)A[u，fk, k]作為路由節(jié)點(diǎn)，不妨將其表示為Rtl ;其中fmin和fmax可設(shè)為
6.如權(quán)利要求1所述的面向集中供暖分戶計(jì)量的無(wú)線溫度采集方法，其特征在于，所述步驟(4)建立支路路由包括以下步驟: (4.1)依次選擇主干路由BR中的各路由節(jié)點(diǎn)BR[i]，不妨設(shè)其為A[iBK，jBE, kBK]，在采集節(jié)點(diǎn)集A[iBK，fBottom..fTop, kBE]中按路由步長(zhǎng)Skpi進(jìn)行支路路由SR[i]的建立； (4.2)將 Stepi 初始化為 TC，依次對(duì) A[iBK，jBE+n*StePi, kBE],
7.如權(quán)利要求3所述的面向集中供暖分戶計(jì)量的無(wú)線溫度采集方法，其特征在于，所述溫度采集連續(xù)失敗次數(shù)大于ThMax中的ThMax值優(yōu)選為2?5。
8.如權(quán)利要求1所述的面向集中供暖分戶計(jì)量的無(wú)線溫度采集裝置，其特征在于，包括中心服務(wù)器、樓棟協(xié)調(diào)器、采集節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)部署終端；所述中心服務(wù)器負(fù)責(zé)收集各樓棟協(xié)調(diào)器和采集節(jié)點(diǎn)的部署信息，收集各采集節(jié)點(diǎn)的溫度信息；所述樓棟協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)收集其所管轄的各采集節(jié)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，并上傳給中心服務(wù)器；所述采集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集其所在住戶的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)；所述移動(dòng)部署終端負(fù)責(zé)向中心服務(wù)器上報(bào)各樓棟協(xié)調(diào)器和采集節(jié)點(diǎn)的部署信息；其中中心服務(wù)器與各樓棟協(xié)調(diào)器之間通過(guò)GPRS互聯(lián)，中心服務(wù)器與各移動(dòng)部署終端之間通過(guò)GPRS/3G互聯(lián)，樓棟協(xié)調(diào)器與其所管轄的各采集節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)。`
【文檔編號(hào)】H04W40/20GK103440748SQ201310252696
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月24日
【發(fā)明者】李峰, 王以昌, 潘雨青, 金紅, 周浪, 楊帆 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)