專利名稱：一種無線自動抄表方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及數據傳輸領域，特別是涉及一種無線抄表系統和方法。
背景技術：
傳統的人工攜帶紙筆抄表的方式存在工作量大，誤差大，存在安全隱患等問題，隨 著傳統的人工抄表方式有越來越多的弊病逐漸顯現出來，人工攜帶紙筆抄表的方式已不能 滿足人們的生活需求，自動抄表技術應運而生。 自動抄表系統可分為有線和無線兩種方式。目前采用的抄表方式多為有線方式， 這種方式根據系統需要提前鋪設線路，工作量大，開發周期長，增容和線路改造非常困難， 所耗費用高。無線抄表方式多為基于GSM (Global Systemfor Mobile Communications)/ GPRS (General Packet Radio Service)的自動抄表系統，利用現有的GSM/GPRS網絡設備進 行數據的無線傳送，但這種系統使用時需要支付相應的不菲的GSM/GPRS網絡費用。現有技 術中采用GSM/GPRS網絡進行傳輸，GSM/GPRS網絡具有網絡覆蓋盲區，不適合小范圍的網絡 應用。此外，GSM/GPRS網絡中數據傳輸路徑較長，影響數據傳輸質量。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種無線自動抄表系統及方法，以實現節省網 絡費用，可自主搭建。 為實現上述目的，本發明提供以下技術方案
—種無線自動抄表系統，包括 傳感器，用于獲取儀表數據并通過無線Mesh網絡傳送獲取的數據； 數據采集器，用于接收所述傳感器傳送的數據并傳送接收到的數據； 管理中心，包括第一控制單元，該第一控制單元用于接收所述數據采集器傳送的
數據并進行記錄。 優選的有，上述系統中，所述傳感器包括協調傳感器和一般傳感器； 所述協調傳感器具有路由功能，所述協調器傳感器之間能夠直接進行通訊，傳送
所述儀表數據； 所述一般傳感器能夠通過協調傳感器進行通訊，傳送所述儀表數據。
優選的有，上述系統中，所述傳感器包括
數據采集單元，用于從檢測儀獲取數據；
數據處理單元，用于對獲取的數據進行處理； 通訊單元，用于將處理后的數據通過無線Mesh網絡發送至數據采集器及接收指 令； 能量管理單元，用于管理傳感器的能量供給。
優選的有，上述系統中，所述數據采集器包括
接收單元，用于接收傳感器傳送的數據；
處理器，用于執行操作和指令；
傳送單元，用于向管理中心傳送數據。 優選的有，上述系統中，所述管理中心還包括第二控制單元，用于發送抄表指令； 所述數據采集器還包括 指令接收單元，用于接收管理中心發出的抄表指令；
指令發送單元，用于向傳感器發送抄表指令。
本發明還提供一種無線自動抄表方法，包括
獲取儀表數據并通過無線Mesh網絡將獲取的數據發送；
數據管理區接收所述數據，對所述數據進行處理后發送；
管理中心接收所述處理后的數據，并將接收到的數據記錄。
優選的有，上述方法中，所述獲取數據后還包括
對獲取的數據進行過濾，濾掉不穩定值，獲得穩定值；
對過濾后的數據進行存儲。 優選的有，上述方法中，所述數據數據管理區對數據進行處理后發送具體為
數據管理區接收數據并將數據包從ZigBee協議轉換為TCP/IP協議；
將協議轉換后的數據包通過有線網絡傳送至管理中心。
優選的有，上述方法中，所述采用的有線網絡為以太網。
優選的有，上述方法中，還包括
管理中心發送抄表指令到數據管理區；
數據管理區將抄表指令發送到系統末端；
系統末端接收到抄表指令進行獲取數據的操作。 與現有技術相比，本發明具有以下優點利用ZigBee無線網絡中的無線Mesh網絡 在國內的特定免費頻段進行通訊，節省網絡費用。無需提前鋪設線路，工作量小，可移植。且 無線Mesh網絡拓撲結構可自主搭建，適用于各種小范圍地域的信息采集，適用范圍廣。數 據傳輸路徑短，保證數據傳輸質量。
圖1為實施例一中系統示意圖； 圖2為實施例一中網絡拓撲結構圖； 圖3為實施例二中系統示意圖； 圖4為實施例三中系統示意圖； 圖5為實施例四中指令傳輸示意圖； 圖6為實施例四中數據傳輸示意圖； 圖7為實施例五中方法示意圖。
具體實施例方式
為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明作進一步詳細的說明。
實施例一，參見圖l，圖2。
本發明提供一種無線自動抄表系統，包括 傳感器l，用于獲取儀表數據并通過無線Mesh網絡傳送獲取的數據； 數據采集器2，用于接收所述傳感器1傳送的數據并傳送接收到的數據； 管理中心3，包括第一控制單元31，該第一控制單元31用于接收所述數據采集器
2傳送的數據并進行記錄。 系統工作時，所述系統中傳感器1獲取到儀表數據，選擇路由途徑將儀表數據發送至數據采集器2。數據采集器2接收到所述儀表數據后將所述儀表數據發送至管理中心3，管理中心3接收所述數據采集器2傳送的數據并進行記錄，即完成抄表任務。
在無線Mesh網絡拓撲結構中，傳感器包括，協調傳感器11和一般傳感器12 ;
所述協調傳感器11具有路由功能，所述協調器傳感器11之間能夠直接進行通訊，傳送儀表數據； 所述一般傳感器12能夠通過協調傳感器11進行通訊，傳送所述儀表數據。
本系統利用ZigBee無線網絡中的無線Mesh網絡在國內的特定免費頻段進行通訊，節省了網絡費用。無需提前鋪設線路，工作量小，可移植。且無線Mesh網絡拓撲結構可自主搭建，適用于各種小范圍地域的信息采集，適用范圍廣。數據傳輸路徑短，保證數據傳輸質量。 無線Mesh網絡的拓撲結構中的傳感器1包括協調傳感器11和一般傳感器12。協調傳感器11具有路由功能，協調器傳感器11之間可直接通訊，一般傳感器12可通過協調傳感器11進行通訊。可在網絡拓撲結構中提供多條無線路由路徑，當出現個別路由路徑失敗時，可由另外一條路由路徑實現通訊。更好的保證了系統通訊的穩定性，并有效減小信息傳輸延遲。 實施例二，參見圖3。 上文所述無線抄表系統中，傳感器l包括 數據采集單元101，用于從檢測儀獲取數據； 數據處理單元102，用于對獲取的數據進行處理； 通訊單元103，用于將處理后的數據通過無線Mesh網絡發送； 能量管理單元104，用于管理傳感器1的能量供給。 工作中，數據采集單元101獲取檢測儀器的檢測數據，數據處理單元102對獲得的檢測數據進行處理，進行過濾，濾掉不穩定值，獲得穩定值，減少不穩定因素對檢測結果的影響，減小檢測誤差。 數據處理單元102將獲得的檢測數據存儲，待接收到指令時再將檢測數據傳送至下一個單元。通訊單元103將處理后的檢測數據通過無線Mesh網絡發送至數據采集器2。
傳感器還設置有能量管理單元104，用于管理傳感器1的能量供給。在傳感器工作
時開通其能量供給，當傳感器處1于非工作狀態時，關閉其能量供給，有效節省能量消耗。
實施例三，參見圖4。 上文所述無線抄表系統中，數據采集器2包括
接收單元21，用于接收傳感器傳送的數據；
處理器22，用于執行操作和指令；
傳送單元23，用于向管理中心傳送數據。
接收單元21接收傳感器1傳送的數據后，處理器22執行協議轉換、應用程序的開發以及管理中心發送的命令，再通過傳送單元23將協議轉換后的數據發送至管理中心3。其中，處理器多采用ARM處理器，實現Zigbee和嵌入式TCP/IP的協議轉換，將無線傳輸轉換為有線傳輸。 通常，數據采集器2向管理中心3傳輸數據的方式分為無線傳輸和有線傳輸兩種。
采用無線傳輸過程中，當數據采集器2與管理中心3物理位置相距較遠時，在數據采集器2和管理中心3之間設置中繼器，對傳輸過程中衰減的信號進行放大，保持與原數據相同，保證向管理中心3傳輸的數據的準確性。 采用有線傳輸過程中，數據采集器2對數據進行處理，將數據包從ZigBee協議轉換為TCP/IP協議，即可通過現有條件下的有線網絡進行下一步的傳輸。無線抄表系統采用無線與有線結合的方式進行抄表，既能保證無需提前鋪設線路，工作量小，可移植。又能達到通過已鋪設的有線網絡進行傳輸，有效利用資源，保證遠程傳輸效果。
數據采集器還可設置有存儲單元24和顯示單元25，存儲單元24用于存儲當前數據，當管理中心3發出采集數據的指令時，再將數據一并發送至管理中心。顯示單元25用于顯示數據情況以及數據采集器2的工作情況，使用戶了解數據傳輸情況，便于用戶自主開發應用程序。 實施例四，參見圖5，圖6。 上文所述無線抄表系統中，管理中心3還包括第二控制單元32，用于發送抄表指令； 數據采集器2還包括 指令接收單元26，用于接收管理中心3發出的抄表指令；
指令發送單元27，用于向傳感器1發送抄表指令。 由管理中心3的第二控制單元32發送抄表指令到數據采集器2的指令接收單元26，指令接收單元26接收到抄表指令后，數據采集器2的處理器22執行指令，并通過數據采集器2的指令發送單元27將抄表指令發送至傳感器1的通訊單元103。傳感器1的通訊單元103接收到抄表指令后，開始操作，數據采集單元101開始采集數據。
傳感器1的數據采集單元101獲取儀表檢測數據，將檢測數據傳送至數據處理單元102，數據處理單元102對檢測數據進行過濾，取得穩定值，并將其存儲，將存儲的檢測數據通過通訊單元103發送至數據采集器2的接收單元21。數據采集器2的通訊單元21接收到數據包后，將其發送至處理器22，處理器22對數據包進行協議轉換，將其轉換為可傳輸格式后通過傳送單元23發送至管理中心3，管理中心3將數據記錄，完成抄表任務。
在本發明的無線抄表系統中，可由傳感器1自主采集儀表檢測數據，也可由管理中心3發送抄表指令，系統進行抄表操作，可根據實際需要選擇抄表啟動任務的方式。傳感器1自主采集檢測數據或由管理中心3發出抄表指令的抄表方式，都可預先設定抄表動作的執行時間，先將獲取到的數據進行存儲，待進行抄表動作時再將存儲的數據讀出，可根據實際需求完成抄表任務。 綜上所述，本發明中使用無線Mesh網絡，節省網絡費用，無需提前鋪設線路，工作量小，可移植。且無線Mesh網絡拓撲結構可自主搭建，適用于各種小范圍地域的信息采集，適用范圍廣。數據傳輸路徑短，保證數據傳輸質量。
無線Mesh網絡拓撲結構中，具有路由功能的傳感器1可充當協調器，協調傳感器 11間可直接通訊，其他不具有路由功能的一般傳感器12之間通過協調傳感器11進行通訊。 網絡中的傳感器l可以自組織加入無線Mesh網絡拓撲結構，提供多條無線路由路徑，當一 條路由路徑失敗時選擇其他路由路徑進行通訊，更好的保證系統通訊的穩定性，有效減少 信息傳輸延遲。 采用無線與有線結合的方式進行抄表，既能保證無需提前鋪設線路，工作量小，可 移植。又能達到通過已鋪設的有線網絡進行傳輸，有效利用資源，保證遠程傳輸效果。
實施例五，參見圖7。 本發明還提供一種無線抄表方法，包括 S101，獲取儀表數據并通過無線Mesh網絡將獲取的數據發送； S102，數據管理區接收所述數據，對所述數據進行處理后發送； S103，管理中心接收所述處理后的數據，并將接收到的數據記錄。 本發明的無線抄表方法中，采用無線Mesh網絡進行數據的傳輸。在獲取儀表數據
后，通常對獲取的數據進行過濾，濾掉不穩定值，獲得穩定值；對過濾后的數據進行存儲。當
接收到抄表指令或在預設時刻再將數據通過無線Mesh網絡傳輸。 數據管理區接收到通過無線Mesh網傳輸的數據后，對數據進行處理，將數據包從 ZigBee協議轉換為TCP/IP協議，即可通過現有條件下的有線網絡進行下一步的傳輸，通常 采用以太網。采用無線與有線結合的方式進行抄表，既能保證無需提前鋪設線路，工作量 小，可移植。又能達到通過已鋪設的有線網絡進行傳輸，有效利用資源，保證遠程傳輸效果。
管理中心接收數據管理區傳送的數據后進行記錄。 本系統利用ZigBee無線網絡中的無線Mesh網絡在國內的特定免費頻段進行通 訊，節省了網絡費用。無需提前鋪設線路，工作量小，可移植。且無線Mesh網絡拓撲結構可 自主搭建，適用于各種小范圍地域的信息采集，適用范圍廣。數據傳輸路徑短，保證數據傳 輸質量。 在執行抄表任務中，可由管理中心發送抄表指令到數據管理區；數據管理區將接 收到的抄表指令發送到系統末端；系統末端接收到抄表指令進行獲取數據的操作；再執行 上文中的步驟SIOI。也可由系統末端自主進行數據的采集，直接執行步驟SIOI，完成抄表 的任務。即在本方法中，可進行數據和指令的雙向傳輸，可根據需要選擇啟動抄表任務的方 式。 以上對本發明所提供的一種無線抄表系統和方法，進行了詳細介紹，本文中應用 了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解 本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具 體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明 的限制。
權利要求
一種無線自動抄表系統，其特征在于，包括傳感器，用于獲取儀表數據并通過無線Mesh網絡傳送獲取的數據；數據采集器，用于接收所述傳感器傳送的數據并傳送接收到的數據；管理中心，包括第一控制單元，該第一控制單元用于接收所述數據采集器傳送的數據并進行記錄。
2. 根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述傳感器包括協調傳感器和一般傳感器；所述協調傳感器具有路由功能，所述協調器傳感器之間能夠直接進行通訊，傳送所述 儀表數據；所述一般傳感器能夠通過協調傳感器進行通訊，傳送所述儀表數據。
3. 根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述傳感器包括 數據采集單元，用于從檢測儀獲取數據； 數據處理單元，用于對獲取的數據進行處理；通訊單元，用于將處理后的數據通過無線Mesh網絡發送至數據采集器及接收指令； 能量管理單元，用于管理傳感器的能量供給。
4. 根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述數據采集器包括 接收單元，用于接收傳感器傳送的數據； 處理器，用于執行操作和指令；傳送單元，用于向管理中心傳送數據。
5. 根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述管理中心還包括第二控制單元，用于 發送抄表指令；所述數據采集器還包括指令接收單元，用于接收管理中心發出的抄表指令； 指令發送單元，用于向傳感器發送抄表指令。
6. —種無線自動抄表方法，其特征在于，包括 獲取儀表數據并通過無線Mesh網絡將獲取的數據發送； 數據管理區接收所述數據，對所述數據進行處理后發送； 管理中心接收所述處理后的數據，并將接收到的數據記錄。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述獲取數據后還包括 對獲取的數據進行過濾，濾掉不穩定值，獲得穩定值； 對過濾后的數據進行存儲。
8. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述數據數據管理區對數據進行處理后 發送具體為數據管理區接收數據并將數據包從ZigBee協議轉換為TCP/IP協議； 將協議轉換后的數據包通過有線網絡傳送至管理中心。
9. 根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述有線網絡為以太網。
10. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，還包括 管理中心發送抄表指令到數據管理區； 數據管理區將抄表指令發送到系統末端； 系統末端接收到抄表指令進行獲取數據的操作。
全文摘要
本發明涉及數據傳輸領域，并具體公開了一種無線自動抄表系統，包括傳感器，用于獲取儀表數據并通過無線Mesh網絡傳送獲取的數據；數據采集器，用于接收所述傳感器傳送的數據并傳送接收到的數據；管理中心，包括第一控制單元，該第一控制單元用于接收所述數據采集器傳送的數據并進行記錄。本發明還提供有一種無線自動抄表方法。利用ZigBee無線網絡中的無線Mesh網絡在國內的特定免費頻段進行通訊，節省網絡費用。無需提前鋪設線路，工作量小，可移植。且無線Mesh網絡拓撲結構可自主搭建，適用于各種小范圍地域的信息采集，適用范圍廣。數據傳輸路徑短，保證數據傳輸質量。
文檔編號G08C17/00GK101739801SQ20101010228
公開日2010年6月16日 申請日期2010年1月27日 優先權日2010年1月27日
發明者劉艷霞, 曹麗婷 申請人:北京聯合大學