本發(fā)明屬于抄表領(lǐng)域，具體涉及到一種低功耗無線自組網(wǎng)絡(luò)抄表系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會的不斷發(fā)展進步以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷完善，家庭或者工業(yè)中能源使用量也隨之迅速增長，傳統(tǒng)的抄表統(tǒng)計模式，已經(jīng)不能滿足日益增長的使用量統(tǒng)計以及現(xiàn)代化管理需求，且傳統(tǒng)的水表或燃氣表數(shù)據(jù)采集方案要依靠人工到各用戶家的表盤前讀取記錄，工作人員勞動量大、出錯率高、統(tǒng)計數(shù)據(jù)周期長、極大地阻礙了抄表管理系統(tǒng)的發(fā)展。

目前，自動抄表方式主要有：總線(RS-485、RS-232等)、無線(RF、紅外、GPRS等)、電力線載波(普通、擴頻)、零相超窄帶(TURTLE)、超窄帶極低頻(UNB)及工頻過零調(diào)制(PFC)跨變壓器臺區(qū)方式等?；谧詣映硐到y(tǒng)的點多面廣的特點，單純采用有線傳輸方式，具有線路維護工作量大、通信沖突頻繁、受干擾影響大、穩(wěn)定性不高等缺點，而無線通信技術(shù)很好地解決了這些問題，但是由于自動抄表系統(tǒng)的復(fù)雜性和特殊性，整個系統(tǒng)消耗大量的電量，為了避免電量不必要的消耗，低功耗無線抄表系統(tǒng)應(yīng)運而生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種低功耗無線自組網(wǎng)絡(luò)抄表系統(tǒng)，目的在于解決了無線抄表系統(tǒng)在傳輸?shù)倪^程中消耗電流大，不能滿足長期供電的要求的問題。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種低功耗無線自組網(wǎng)絡(luò)抄表系統(tǒng)，包括計量采樣模塊、主控MCU模塊、無線自組網(wǎng)模塊、電源控制模塊、電源模塊、天線a、天線b、采集模塊；

所述計量采樣模塊與所述主控MCU模塊連接，所述主控MCU模塊分別與所述無線自組網(wǎng)模塊、電源控制模塊連接，所述無線自組網(wǎng)模塊與所述天線a連接，所述天線b與所述采集模塊連接，其中所述電源模塊分別與所述電池控制模塊、主控MCU模塊連接。

進一步地，所述采集模塊發(fā)送讀表指令經(jīng)所述天線a、天線b至所述無線自組網(wǎng)模塊，所述無線自組網(wǎng)模塊將接收讀表指令發(fā)送至所述主控MCU模塊，所述主控MCU模塊對所述計量采樣模塊采集的數(shù)據(jù)進行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述無線自組網(wǎng)模塊，所述無線自組網(wǎng)將接收的數(shù)據(jù)信息依次經(jīng)所述天線b、天線a傳輸至所述采集模塊。

進一步地，所述電源模塊分別為所述電池控制模塊、主控MCU模塊提供工作電源，其中所述主控MCU模塊通過控制所述電源控制模塊來實現(xiàn)對所述無線自組網(wǎng)模塊的供電控制。

進一步地，所述無線自組網(wǎng)模塊采用自組網(wǎng)算法，網(wǎng)絡(luò)中的集中器單元自動算出最佳無線傳輸路徑，同時集中器單元為每個終端計算出另一組備用路徑。

進一步地，所述主控MCU模塊控制無線自組網(wǎng)模塊為周期性休眠循環(huán)喚醒的工作方式。

進一步地，在休眠狀態(tài)，所述主控MCU模塊將所述無線自組網(wǎng)模塊設(shè)置為WOR監(jiān)聽模式，其中WOR周期為2.5S，喚醒時間為8mS。

進一步地，在喚醒的過程中，所述主控MCU將模塊檢測接收的ID與自身ID進行比較。

本發(fā)明的有益效果：本實發(fā)明中無線自組網(wǎng)絡(luò)模塊采用自組網(wǎng)算法，增強網(wǎng)絡(luò)的可靠性，同時無線自組網(wǎng)模塊采用周期性休眠循環(huán)喚醒方式工作，且休眠狀態(tài)下通過窗口進行偵聽，實現(xiàn)超低功耗無線數(shù)據(jù)傳輸，具有節(jié)約工作電流的特點，滿足電池長期供電的工作要求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種低功耗無線自組網(wǎng)絡(luò)抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實發(fā)明中集中器與節(jié)點的傳輸示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1所示，本發(fā)明為一種低功耗無線自組網(wǎng)絡(luò)抄表系統(tǒng)，包括計量采樣模塊、主控MCU模塊、無線自組網(wǎng)模塊、電源控制模塊、電源模塊、天線a、天線b、采集模塊；

計量采樣模塊與主控MCU模塊連接，主控MCU模塊分別與無線自組網(wǎng)模塊連接、電源控制模塊連接，無線自組網(wǎng)模塊與天線a連接，天線b與采集模塊連接，其中電源模塊分別與電池控制模塊、主控MCU模塊連接；

采集模塊發(fā)送讀表指令經(jīng)天線a、天線b至無線自組網(wǎng)模塊，無線自組網(wǎng)模塊將接收讀表指令發(fā)送至主控MCU模塊，主控MCU模塊對計量采樣模塊采集的數(shù)據(jù)進行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至無線自組網(wǎng)模塊，無線自組網(wǎng)將接收的數(shù)據(jù)信息依次經(jīng)天線b、天線a傳輸至采集模塊，其中電源模塊分別為電池控制模塊、主控MCU模塊提供工作電源，主控MCU模塊通過控制電源控制模塊來實現(xiàn)對無線自組網(wǎng)模塊的供電控制。

計量采樣模塊，用于采用單個表端的數(shù)據(jù)信息；采集模塊，用于集合多個表端的數(shù)據(jù)信息。

無線自組網(wǎng)模塊作為通訊接口，采用自組網(wǎng)算法，自組網(wǎng)算法支持多級中繼，保證組網(wǎng)后的通信距離為所有節(jié)點通信距離之和，當(dāng)采集模塊發(fā)送組網(wǎng)指令經(jīng)天線a和天線b至無線自組網(wǎng)模塊，無線自組網(wǎng)模塊中的節(jié)點將接收的組網(wǎng)指令時，該節(jié)點檢測當(dāng)前信道上是否有數(shù)據(jù)傳送，如果信道是空閑的，該節(jié)點獲取信道占用權(quán)并搜索和獲取附近的節(jié)點數(shù)，將獲取的信息返回至父節(jié)點，父節(jié)點根據(jù)搜索出的所有節(jié)點樹狀圖及信號強度，計算出通信穩(wěn)定的中繼級數(shù)較少的路徑，并下發(fā)給所有節(jié)點并保存。

如圖2所示，集中器單元自動計算出每個節(jié)點的數(shù)據(jù)鏈路的最佳無線傳輸路徑，使整個無線網(wǎng)絡(luò)中的抄表終端形成一個可靠的距離最短的無線通信網(wǎng)絡(luò)，同時集中器為每個節(jié)點計算出另一組備用路徑，當(dāng)自組網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點出現(xiàn)故障無法通信時，使用其他節(jié)點作為中繼節(jié)點代替發(fā)生故障的節(jié)點，自動由最近路徑通信切換到備用路徑通信，有效防止因網(wǎng)絡(luò)中少數(shù)節(jié)點故障，而導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓情況的發(fā)生，增強網(wǎng)絡(luò)可靠性。

主控MCU模塊利用內(nèi)部的定時器控制系統(tǒng)的休眠狀態(tài)，同時設(shè)置無線自組網(wǎng)模塊為周期性休眠循環(huán)喚醒的工作方式，系統(tǒng)在初始化時，設(shè)置無線自組網(wǎng)模塊的喚醒周期，在休眠狀況下通過窗口偵聽的方式進行工作，保證電池中的電量能夠長期進行工作。

在休眠狀態(tài)下，主控MCU模塊將無線自組網(wǎng)模塊設(shè)置為WOR監(jiān)聽模式，WOR周期為2.5S，喚醒時間為8mS，剩下的時間為睡眠時間，通過此設(shè)置將無線自組網(wǎng)模塊的待機功耗降低到13uA以內(nèi)，在喚醒的過程中，為了喚醒某個節(jié)點，須保證該接收的節(jié)點能夠接收到一個完整的喚醒包，因此應(yīng)向該節(jié)點連續(xù)發(fā)送兩個WOR周期時間的喚醒包，當(dāng)無線自組網(wǎng)模塊接送到喚醒包后將收到的ID傳送給主控MCU模塊，主控MCU模塊檢測接收的ID與自身ID是否相符，若兩ID相符，主控MCU模塊將無線自組網(wǎng)模塊設(shè)置為接收模式，若兩ID不符，主控MCU模塊重新將無線自組網(wǎng)模塊設(shè)置為WOR監(jiān)聽模式。

本發(fā)明中無線自組網(wǎng)絡(luò)模塊采用自組網(wǎng)算法，增強網(wǎng)絡(luò)的可靠性，同時無線自組網(wǎng)模塊采用周期性休眠循環(huán)喚醒方式工作，且休眠狀態(tài)下通過窗口進行偵聽，實現(xiàn)超低功耗無線數(shù)據(jù)傳輸，具有節(jié)約工作電流的特點，滿足電池長期供電的工作要求。

以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明的構(gòu)思所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的構(gòu)思或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。