用電信息采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著我國智能用電的發(fā)展，用電信息采集已從單一的數(shù)據(jù)采集功能，發(fā)展到一個(gè)具有數(shù)據(jù)采集、負(fù)荷控制、用電監(jiān)測等多種功能的綜合管理控制系統(tǒng)。基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的用電信息采集系統(tǒng)在投資、建設(shè)、維護(hù)等方面具有很多優(yōu)點(diǎn)。但是由于目前缺乏統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，并沒有得到迅速發(fā)展。以此問題為出發(fā)點(diǎn)，本文參考國網(wǎng)公司電力用戶用電信息采集系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行用電信息采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)。
　　本文通過研究現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、通信

2、技術(shù)和組網(wǎng)方法等關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)、通信接口、路由協(xié)議和節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。文中定義了兩種傳感器節(jié)點(diǎn)，即集中器節(jié)點(diǎn)和采集器節(jié)點(diǎn)。集中器節(jié)點(diǎn)主要完成與用電信息采集系統(tǒng)主站通信，用電信息的存儲(chǔ)和傳輸、組網(wǎng)及路由維護(hù)等功能;采集器節(jié)點(diǎn)則負(fù)責(zé)采集用戶用電信息并按指定路由上傳至集中器節(jié)點(diǎn)。
　　首先，本文通過對(duì)比分析信息采集層的不同無線通信技術(shù)，針對(duì)用電信息采集系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求，設(shè)計(jì)了用電信息采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體框架，在此基礎(chǔ)

3、之上對(duì)通信模型進(jìn)行分層，規(guī)劃了各層的功能，并對(duì)各層所完成的功能及服務(wù)接口的做了詳細(xì)闡述。在應(yīng)用層與網(wǎng)絡(luò)層之間設(shè)計(jì)了基于“功能號(hào)映射”的服務(wù)接口調(diào)用方法，屏蔽了底層硬件細(xì)節(jié)，易于調(diào)用，另外設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的通信接口。其次，針對(duì)用電信息采集系統(tǒng)的特點(diǎn)提出了一種簡單的靜態(tài)多徑路由協(xié)議，設(shè)計(jì)了備份路由的生成過程，在路由維護(hù)階段提出采用集中器節(jié)點(diǎn)周期性維護(hù)和采集器節(jié)點(diǎn)主動(dòng)發(fā)起動(dòng)態(tài)功率控制路由維護(hù)相結(jié)合的方法，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。最后，根據(jù)系統(tǒng)需求進(jìn)

4、行了節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)，微控制器采用STM32ARM處理器，無線接口設(shè)計(jì)采用SihconLab公司的Si4432射頻收發(fā)芯片。集中器及節(jié)點(diǎn)和采集器節(jié)點(diǎn)采用統(tǒng)一硬件設(shè)備，根據(jù)功能不同進(jìn)行硬件資源分配，降低了系統(tǒng)制作成本。
　　本文設(shè)計(jì)的用電信息采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有可靠性高、成本低和易于維護(hù)等特點(diǎn)，符合智能用電數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化的要求，符合電力用戶用電信息采集系統(tǒng)“全采集、全覆蓋、全預(yù)付費(fèi)”的建設(shè)目標(biāo)。同時(shí)有利于電力公司增強(qiáng)電網(wǎng)綜合服