基于WSN的燃氣表自動抄表系統(tǒng)設(shè)計

集中器采用市電供電，帶有備用鋰電池。穩(wěn)壓芯片采用LM1117；處理器采用三星公司的S3C2440A，主頻為400 MHz，最高可達533 MHz，該處理器功耗極低，片上資源豐富；射頻芯片采用Noridic公司的SI4432；存儲模塊有兩個部分：SDRAM和FLASH，兩塊容量為32 MB，16位數(shù)據(jù)線的SDRAM并行組成32位，直接與處理器相連，用以運行程序，F(xiàn)LASH為64 MB的NND FLASH；LCD為7寸真彩色TFT液晶屏。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件是基于IAR Embedded Workbench平臺，采用C語言開發(fā)，主要包括燃氣表智能終端、采集器、集中器三個部分。
4．1 燃氣表智能終端的設(shè)計
燃氣表智能終端主要和采集器以及手持抄表器進行通信。系統(tǒng)上電后首先初始化硬件，然后向采集器發(fā)送注冊請求，之后根據(jù)收到的指令完成相應(yīng)的工作，流程圖如圖3所示。

4．2 采集器軟件設(shè)計
采集器作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袠?，為了降低系統(tǒng)的整體功耗，采用了變頻的方法。數(shù)據(jù)在一級網(wǎng)絡(luò)和二級網(wǎng)絡(luò)中傳輸時采用不同的頻點。采集器在進行初始化后配置相應(yīng)的參數(shù)，然后向集中器發(fā)送路由請求，構(gòu)建自組織網(wǎng)絡(luò)。組網(wǎng)完成后切換頻率，保持和采集器在同一個頻率，進入接收模式，等待來自集中器的指令。
4．3 集中器軟件設(shè)計
集中器作為小區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點，向上通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心通信；向下通過自組織網(wǎng)絡(luò)與采集器和燃氣表終端通信。系統(tǒng)上電后，首先進行硬件初始化，配置相應(yīng)的寄存器參數(shù)，隨GPRS模塊和無線射頻模塊都進入接收模式。主要完成兩個任務(wù)：等待采集器初始化后，發(fā)送路由請求，完成自組網(wǎng)；等待監(jiān)控中心發(fā)送的指令。監(jiān)控中心在每次抄表之前都要首先和集中器進行校時，校時結(jié)束后集中器再和采集器進行校時，以保證整個抄表網(wǎng)絡(luò)的時間同步。若收到監(jiān)控中心的抄表指令，則把相應(yīng)的指令發(fā)送到采集器，完成單個抄表，局部抄表以及整個網(wǎng)絡(luò)抄表。

5 結(jié)語
本文提出的自動抄表系統(tǒng)將燃氣表直讀技術(shù)、無線傳感器技術(shù)和GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，實現(xiàn)遠程集中抄表。系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)先考慮低功耗，燃氣表智能終端采用了先進的電源管理模式，同時一級網(wǎng)絡(luò)和二級網(wǎng)絡(luò)采用不同的頻率，減少了彼此間的干擾，延長了電池的使用壽命，提高了系統(tǒng)的可靠性。采集器與燃氣表智能終端以無線方式通信，無需人工布線，布置靈活，后期容易維護。目前，該系統(tǒng)已在南通市崇川區(qū)部分小區(qū)使用，實踐證明該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，易于實現(xiàn)，布置靈活，實用性強，并可適用于水表、電表等。