適于智能抄表的無線傳感網(wǎng)關鍵技術研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術從一個被社會熱議的話題階段進入了一個實際產(chǎn)品推廣的階段，利用物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展智慧城市建設得到了政策的支持和推廣。智慧城市建設中不可或缺的一部分是實現(xiàn)能源計量系統(tǒng)的智能化，即對水、電、氣等資源的智能化管理。傳統(tǒng)的，對各種資源的管理是通過人工抄表來實現(xiàn)的，該方式存在著成本高、實時性差等弊端，逐漸被更為智能的抄表方案所取代。
　　現(xiàn)有的智能抄表分為有線和無線兩種方式，有線抄表因布線成本高、線路維護困難等缺點逐漸被

2、淘汰，而更為智能的、利用無線傳感器網(wǎng)絡技術實現(xiàn)的無線抄表系統(tǒng)是未來的發(fā)展方向?，F(xiàn)有的無線抄表中，大都局限于基本功能的實現(xiàn)，在功耗、穩(wěn)定性等方面普遍存在缺陷，應用價值不高。本文在深入開展無線傳感器網(wǎng)絡技術研究的基礎上，結合抄表系統(tǒng)實際需求和環(huán)境特征，設計并實現(xiàn)了一種無線智能抄表系統(tǒng)，測試表明本系統(tǒng)在上述各方面指標上均有較好性能，具體研究內(nèi)容和工作如下：
　　1.智能抄表系統(tǒng)架構研究。在對實際應用場景和應用案例進行廣泛考察后，結合無線

3、傳感器網(wǎng)絡基本模型架構，設計了四種智能抄表系統(tǒng)的架構模型，并提出了具體的網(wǎng)絡元素。
　　2.智能水表節(jié)點的研究與設計。智能水表節(jié)點對應于無線傳感器網(wǎng)絡的傳感節(jié)點，需具備對水資源流量的傳感、計算、存儲等基本功能，同時需具備無線通信的能力。本文在對傳統(tǒng)水表進行研究的基礎上，考慮了節(jié)點的功能、功耗、可靠性等因素設計了一種適于無線抄表的智能水表節(jié)點，并完成了軟硬件實現(xiàn)。
　　3.智能抄表網(wǎng)關的研究與設計。抄表網(wǎng)關作為無線傳感器網(wǎng)絡中

4、的匯聚節(jié)點是連接抄表實施網(wǎng)絡和抄表應用網(wǎng)絡的橋梁。本文設計并搭建了一套嵌入式系統(tǒng)的智能抄表網(wǎng)關，并基于 Android設計并開發(fā)了一套面向智能抄表的應用軟件，實現(xiàn)包括用戶管理、抄表、遠程數(shù)據(jù)服務等豐富的應用邏輯功能，同時在多任務處理、異常檢測、用戶身份驗證等安全輔助功能上作了大量的優(yōu)化設計，有效保障系統(tǒng)穩(wěn)健性。
　　4.無線傳感器網(wǎng)絡通信協(xié)議研究。在分析和研究目前主流的無線傳感器網(wǎng)絡通信協(xié)議的基礎上，結合抄表具體需求，對470M國