燃气无线远程抄表系统分析

杨立娟

摘要：如今燃气抄表系统运用的无线数据收集的方式，所存在的弊端就是路由协议方式繁琐、网络信号波动性比较大、无法实现全自动修复等。为解决以上问题本文结合cc1101的树枝状拓扑的无线传输原理，设计出针对燃气实现远程抄表的系统。本系统的设计之初，笔者对数据收集层的硬件与路由之间的协议进行了全面的研讨，剖析了原始燃气无线抄表系统与新型无线远程抄表系统的差别。创建出全新的数据收集层具体构造与传输协议。通过穿透力极强的四百三十三MHz频率下进行无线节点的通信传输，能够快速稳定的搭建系统自建网。

关键词：远程无线抄表 无线自建网 cc1101

中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）12-0028-01

近年来随着我国人民生活水平的不断改善，使得各行各业环保意识得到了质的提高，从最原始的树木、煤矿生产加工方式转为如今的煤气及天然气生产加工方式。为方便燃气公司了解燃气使用数据，燃气使用表就成为了各大燃气公司至关重要的设备，传统的入户抄表方式费时耗力，并且对于数据的准确性无法保障，为满足时代的发展需求，对于燃气抄表方式的更新已经迫在眉睫。

1 燃气无线抄表系统设计

1.1 拓扑结构设计

为实现整个系统的功能，数据收集层所配置的无线路由器自建网部分就成为了整个系统的核心。实现数据的收集和传输必须通过不同的路由器来完成。图1为无线路由器的树枝状拓扑组织，其拓扑更加便于信息的补充。最重要的优势就是每个环节所设置的硬件及功能连接电源后可以自行建网，其中若任何一个路由器出现状况，无需人员介入其下层的路由及燃气表可以自行通过相近的路由实现通讯连接。

图1中若路由2出现故障，其下层路由就会出现图2或图3两种连接方式。

1.2 路由协议设计

无线路由的自行组网及数据传递的功能就是路由协议的首要目标，设计时必须遵循以下规则：（1）为减轻路由压力建网时只用考虑各节点与集中器所存在的数据交换。（2）集中器作为数据传输的目的节点与源节点，必须拥有最高权限，其它路由的权限均相等。（3）自行计算最佳路径选取最佳联网方法。（4）规避信息的单一循环。

由此，为所有路由设计一张路由网络表，此表由8个项目构成一个条目，条目内容详见表1。

表1中IP为路由地址；ID为识别号；Next hop为下一跳；Level为级别；Type为类型；State为状态；Inactive timer为脱离定时；Jreply timer为备用定时器设置。参照数据层特征，完善数据传递规则，用帧为单位实现数据传递，一帧数据所包含的长度在二百五十六字节以内。

2 线路由硬件电路设计

无线收发模块、电源模块、RS485接口电路、STM32主控芯片、显示模块就成了无线路由硬件电路。详见图4。

2.1 发送模块选择

本文采用CC1101作为无线收发器模块，其优点是：（1）在空旷空间传输距离可达到三百至五百米。（2）具有自行清洁功能。（3）具有无线唤醒休眠设备功能。（4）该模块可自行设定软件地址，编程便捷。

2.2 路由主控芯片

运用STM32F103微处理器作为路由主控芯片，能够满足系统所要求的低耗能高效率的条件。CC1101自身支持多种跳频，给应用系统的处理方式带来很大的便捷。

3 结语

本文针对燃气所研发的燃气无线远程抄表系统是目前功耗最低、体积最小、成本较低、可靠性非常高的一款系统，能够便捷的实现对燃气表数据进行收集的功能，很大方面的降低了原始抄表所耗费的人力物力，为燃气公司提供了全新的数据收集方式。

参考文献

[1]谭江英.云冈矿GPRS无线电力远程抄表的实施[J].同煤科技，2014（4）.

[2]卢华忠.智能远程抄表系统文献综述[J].科技与企业.2012（15）.