一種智能電表無線抄表系統的制作方法

本發明涉及計量表管理技術領域，具體涉及一種智能電表無線抄表系統。

背景技術：

傳統的抄表收費方式基于人工進行抄表，存在的弊病越來越突出，入戶難，管理費用高，抄表勞動強度大等問題越來越嚴重，改善現有的抄表收費方式也成了計量部門經營管理上的重要問題。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種智能電表無線抄表系統。

本發明的目的采用以下技術方案來實現：

提供了一種智能電表無線抄表系統，包括計量表信息收集模塊、通信模塊和電表監控平臺，所述計量表信息收集模塊采集和發送計量表信息，通信模塊將計量表信息收集模塊發送的計量表信息傳送至電表監控平臺，所述電表監控平臺用于對收到的計量表信息進行匯總、存儲處理，并提供查詢服務。

優選地，所述電表監控平臺包括信息接收模塊、信息分析處理模塊、信息存儲數據庫、查詢模塊，所述信息接收模塊、信息存儲數據庫與所述信息分析處理模塊連接，所述查詢模塊與所述信息存儲數據庫連接。

優選地，所述的計量表信息收集模塊基于無線傳感器網絡進行計量表信息的采集和發送，包括計量表監測節點、簇頭節點和基站，其中計量表監測節點包括傳感器單元、處理器單元、無線通信單元和能量供應單元，傳感器單元用于采集計量表信息；處理器單元控制整個計量表監測節點的操作，存儲處理采集的計量表信息；無線通信單元用于實現與其他計量表監測節點和基站之間的通信。

本發明的有益效果為：采用計量表信息收集模塊、通信模塊和電表監控平臺相配合的形式，實現了計量表信息的自動獲取，省時省力，且便于用戶查詢。

附圖說明

利用附圖對本發明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發明的結構框圖；

圖2是本發明電表監控平臺的連接框圖。

附圖標記：

計量表信息收集模塊1、通信模塊2、電表監控平臺3、信息接收模塊10、信息分析處理模塊20、信息存儲數據庫30、查詢模塊40。

具體實施方式

結合以下實施例對本發明作進一步描述。

參見圖1、圖2，本實施例提供的一種智能電表無線抄表系統，包括計量表信息收集模塊1、通信模塊2和電表監控平臺3，所述計量表信息收集模塊1采集和發送計量表信息，通信模塊2將計量表信息收集模塊1發送的計量表信息傳送至電表監控平臺3，所述電表監控平臺3用于對收到的計量表信息進行匯總、存儲處理，并提供查詢服務。

優選地，所述電表監控平臺3包括信息接收模塊10、信息分析處理模塊20、信息存儲數據庫30、查詢模塊40，所述信息接收模塊10、信息存儲數據庫30與所述信息分析處理模塊20連接，所述查詢模塊40與所述信息存儲數據庫30連接。

優選地，所述的計量表信息收集模塊基于無線傳感器網絡進行計量表信息的采集和發送，包括計量表監測節點、簇頭節點和基站，其中計量表監測節點包括傳感器單元、處理器單元、無線通信單元和能量供應單元，傳感器單元用于采集計量表信息；處理器單元控制整個計量表監測節點的操作，存儲處理采集的計量表信息；無線通信單元用于實現與其他計量表監測節點和基站之間的通信。

本發明上述實施例采用計量表信息收集模塊1、通信模塊2和電表監控平臺3相配合的形式，實現了計量表信息的自動獲取，省時省力，且便于用戶查詢。

優選地，計量表監測節點通過分簇路由協議確定簇頭節點，簇內的計量表監測節點將采集的計量表信息發送至簇頭節點，簇頭節點匯聚簇內計量表監測節點發送的計量表信息后，轉發至基站，進而由基站將計量表信息通過通信模塊2發送至電表監控平臺3；

優選地，所述的計量表監測節點通過分簇路由協議確定簇頭節點，具體包括：

(1)設定各計量表監測節點成為簇頭節點的初始化概率，確定簇頭節點時，各計量表監測節點計算自身成為簇頭節點的當前概率，設w(pi)表示計量表監測節點pi成為簇頭節點的當前概率，w(pi)的計算公式為：

式中，w(pi)表示計量表監測節點pi成為簇頭節點的當前概率，w(pi)為設定的計量表監測節點pi成為簇頭節點的初始化概率，為計量表監測節點pi的剩余能量值，為計量表監測節點pi的第j個鄰居節點的剩余能量值，為計量表監測節點pi的鄰居節點數目，表示計量表監測節點pi的剩余內存，為計量表監測節點pi的第j個鄰居節點的剩余內存，wmin為設定的最小概率閾值，max[·]表示取最大值函數；

(2)各計量表監測節點向其通信距離范圍內的計量表監測節點交換成為簇頭節點的當前概率值，若自身的當前概率值在其通信距離范圍內的計量表監測節點中為最大，則競選為簇頭節點，并向通信距離范圍內的計量表監測節點廣播“任命簇頭節點”消息；

(3)進行分簇，將簇頭節點的非鄰居節點作為普通節點并加入到合適的簇頭節點所在的簇中，完成分簇操作。

本優選實施例在簇頭節點選取的過程中，考慮了計量表監測節點的剩余能量和剩余內存，并基于概率選擇合適的簇頭節點，優化了簇頭節點選取的過程，提高了分簇的效率；相對于現有技術中由各計量表監測節點直接發送計量表信息到基站的方式，本優選實施例能夠相對節省計量表信息收集模塊1的數據傳輸能耗，有效延長計量表信息收集模塊1的無線傳感器網絡工作壽命。

優選地，簇頭節點的鄰居節點擔任用于轉發普通節點的計量表信息至簇頭節點的中繼節點，并作為備選簇頭節點，當簇頭節點滿足下列簇頭更新條件時，在對應的備選簇頭節點中選擇當前概率值最大的作為該簇的新簇頭節點：

或者

式中，為簇頭節點pa的剩余能量值，為簇頭節點pa的第b個鄰居節點的剩余能量值，為簇頭節點pa具有的鄰居節點數目，為簇頭節點pa所在簇具有的計量表監測節點數目，g為設定周期內接收計量表信息的長度，單位為bit，u0是無線收發電路接收單位長度計量表信息的能耗，u1為簇頭節點pa融合單位長度計量表信息的能耗，z為設定的比值閾值。

本優選實施例設定了簇頭節點的更換策略，實現無線傳感網絡的定期維護，確保計量表信息穩當收集，提高無線傳感器網絡在計量表信息收集方面的穩定性，設定的更換策略能夠避免簇頭節點在所有計量表監測節點中輪換，從而節省簇頭節點的更新能耗，進一步提高計量表信息收集模塊1的工作效率。

優選地，將簇頭節點的非鄰居節點作為普通節點并加入到合適的簇頭節點所在的簇時，具體執行：根據下列公式確定普通節點通信距離范圍內的簇頭節點的能力值，將普通節點加入到能力值最大的簇頭節點所在的簇中：

式中，pk表示普通節點pl通信距離范圍內的第k個簇頭節點，pkv表示pk的第v個鄰居節點，e(pk)表示pk的能力值，q(pl,pk)表示普通節點pl與pk間的距離，q(pl,pkv)表示普通節點pl與pkv間的距離，表示pk的剩余能量值，表示pkv的剩余能量值，表示pk具有的鄰居節點數目，qt為設定的距離閾值，ut為設定的能量閾值。

本優選實施例普通節點對簇頭節點的選擇根據簇頭節點的能力值確定，考慮了簇頭節點及其鄰居節點(即中繼節點)的剩余能量，能夠確保選擇的簇頭節點及其鄰居節點的剩余能量能夠傳輸普通節點的計量表信息，相對于現有技術中僅僅通過最短路徑來選擇簇頭節點的方式，能夠避免部分計量表信息的丟失，保障計量表信息的合理傳輸，為智能電表無線抄表系統的有效運作奠定良好的基礎。

最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。