關鍵詞：Zigbee、無線抄表、GPRS/CDMA；PDA  

一、應用需求

      在煤氣表抄表系統(tǒng)的信息化過程中，戶表數(shù)據(jù)的自動抄送及免入戶抄表具有十分重要的意義，也是行業(yè)單位迫切想要解決的問題，因為煤氣表數(shù)據(jù)抄送的準確性、及時性，直接影響煤氣表抄表系統(tǒng)的信息化水平、甚至管理決策、經(jīng)濟效益。 傳統(tǒng)的手工抄表費時、費力，準確性和及時性得不到可靠的保障，這導致了相關營銷和企業(yè)管理類軟件不能獲得足夠詳細和準確的原始數(shù)據(jù)；一般人工抄表都按月抄表，對于用戶計量來說是可行的，但對于相關供應部門進行更深層次的分析和管理決策卻不夠，行業(yè)的實際需求催生著煤氣表抄表系統(tǒng)的技術和應用的不斷發(fā)展。

     隨著無線通信技術的不斷發(fā)展，近年來出現(xiàn)了面向低成本設備無線聯(lián)網(wǎng)要求的技術，稱之為zigbee，它是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術，主要適合于自動控制、遠程控制領域及家用設備聯(lián)網(wǎng)，我們采用zigbee技術和GPRS/CDMA技術結合，可以為煤氣表的無線抄表提供很好的解決方案。

二、技術要求

       無線抄表系統(tǒng)對無線通訊數(shù)據(jù)的傳輸和保存有著很高的要求，即數(shù)據(jù)可靠性要求很高；由于用電池供電，因此對功耗要求也很苛刻；無線抄表系統(tǒng)可以擺脫人工抄表的辦法，利用數(shù)據(jù)通訊協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)；基于以上原因，要求設計的自動無線遠傳抄表系統(tǒng)應該具有計量準確、通信可靠、抄表方便、功耗低等遠程抄表系統(tǒng)的優(yōu)點，以及節(jié)省人力、遠程監(jiān)控、遠程維護的功能。

     同樣是無線抄表系統(tǒng)，相對于電表而言，煤氣表的抄表系統(tǒng)存在更多的技術難題，這主要體現(xiàn)在抄表終端的設計上，納起來，煤氣表的抄表終端必須解決以下幾個方面的技術要求

l          供 電

     由于煤氣表的抄表終端采用電池供電，因此，對功耗要求非常苛刻，一般而言，電池的使用時間至少要在3～6年，這取決于電池的容量、設備的耗電情況、設備的運行要求等等因素。

l          防 水

     煤氣表所處的特殊環(huán)境總是與水、潮濕分不開的，因此，抄表終端必須在防潮、防水方面仔細考慮，要能夠在這樣的環(huán)境下長時間正常工作。

l          成 本

      無論是家庭用戶，還是企業(yè)用戶，抄表終端的成本始終是繞不開的話題，特別是家庭用戶，對于成本更為敏感。這里的成本包括兩個部分：第一，一次性改造或者安裝的成本；第二，系統(tǒng)的運行成本。最好的方案應當是一次性投入的成本盡可能低，運行成本沒有或者非常低。

l          對煤氣表的故障檢測

      人工抄表除了抄讀煤氣表讀數(shù)外，同時還擔負著檢查煤氣表工作是否正常的任務。如果改為自動抄表系統(tǒng)，那么該系統(tǒng)應當也具備對煤氣表故障的自動檢測功能。當然，這需要煤氣表與抄表終端的配合才能實現(xiàn)。

l          通信可靠性

這是無線抄表系統(tǒng)的最基本的要求，但同時又是不很容易解決定問題。

l          無線網(wǎng)絡的自組織、自愈功能

自組織：無需人工干預，網(wǎng)絡節(jié)點能夠感知其他節(jié)點的存在，并確定連接關系，組成結構化的網(wǎng)絡；

      自愈功能：增加或者刪除一個節(jié)點，節(jié)點位置發(fā)生變動，節(jié)點發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡都能夠自我修復，并對網(wǎng)絡拓撲結構進行相應地調整，無需人工干預，保證整個系統(tǒng)仍然能正常工作。

       具備自組織、自愈能力的自動抄表網(wǎng)絡才是最理想的網(wǎng)絡， zigbee技術能夠很好地支持這種智能型的網(wǎng)絡。

三、Zigbee技術簡介

      zigbee是一種無線連接技術的商業(yè)化命名，該無線連接技術主要解決低成本、低功耗、低復雜度、低傳輸速率、近距離的設備聯(lián)網(wǎng)應用。

       國際上，IEEE802.15.4工作組及zigbee聯(lián)盟共同致力于該無線連接技術的推廣工作，其中，IEEE802.15.4工作組主要負責制定zigbee物理層及MAC層的協(xié)議，其余協(xié)議主要參照和采用現(xiàn)有標準，以便于今后不同廠商設備的互聯(lián)互通； zigbee聯(lián)盟則負責高層應用及市場推廣工作。而于2002年成立的zigbee聯(lián)盟如今已經(jīng)吸引了上百家芯片公司、無線設備公司的加入。目前，F(xiàn)reescale、TI等國際巨頭都已推出了比較成熟的zigbee開發(fā)平臺。

     ZigBee標準基于802.15.4協(xié)議棧而建立，具備了強大的設備聯(lián)網(wǎng)功能，它支持三種主要的自組織無線網(wǎng)絡類型，即星型結構、網(wǎng)狀結構(Mesh)和簇狀結構(Cluster tree)，特別是網(wǎng)狀結構，具有很強的網(wǎng)絡健壯性和系統(tǒng)可靠性。

圖一  ZIGBEE星型網(wǎng)絡結構

星型網(wǎng)絡結構特點

   支持點對點、點對多點通信

   中心節(jié)點為ZIGBEE協(xié)調器，終端節(jié)點為ZIGBEE終端設備

  所有數(shù)據(jù)經(jīng)過中心節(jié)點

 適合圓形分散、距離較近的設備聯(lián)網(wǎng)

 

 

 

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