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户用水表无线自动抄表系统的研究与应用
资料介绍
随着城市规模的不断扩大，民用计量仪表得到了日益广泛的应用，传统的人工抄表的方式存在许多缺陷。而自动抄表方式则是新兴的、先进的抄表方式，融合了当今最先进的计算机和通信技术，能够降低设备成本、节约人力资源、提高可靠性、准确性和抄表效率，得到了越来越广泛的应用。
本文设计了一种基于短距离无线自组织多跳网络的自动抄表系统。该系统分为三级，分别是无线水表、采集器和集中器，设备处理器采用超低功耗单片机MSP430F1611，无线芯片选择低功耗无线电收发器AT86RF212，无线水表采用周期性睡眠/唤醒的方式工作以降低能耗。集中器是网络的中心节点，采集器作为网络的路由节点，无线水表与集中器之间的双向通信通过多跳自组织方式实现。系统采用星型和网状拓扑结构，建立了无线自动抄表系统的网络通信模型，包括:物理层、MAC层、网络层和应用层。MAC层协议采用基于竞争的CSMA/CA协议，由于无线信道容易受干扰，为了提高数据传输的可靠性和中继节点的效率，本文采用一种基于协作的MAC协议。系统网络层路由协议采用动态源路由协议DSR，新节点部署之后，能快速发现并加入网络，建立到集中器的多条路由，可选择最佳路由向集中器发送数据。为了减少网络中的冗余数据，本文提出了一种避免数据包重复转发的方法。本文完成了抄表网络的整体结构设计，网络通信协议的设计以及系统各部分软硬件功能的设计，并进行了测试，验证了抄表方案的可行性。
作为实际应用系统的前期原理性实现，小范围实验网络运行良好，完成了预期的目标。这种技术能够有效提高相关企业的管理水平，具有一定的社会和经济价值。
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