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  本公司拥有完全自主知识产权的微功率无线自组网综合信息采集系统,是融合无线网络技术、路由智能中继技术、自动路由组网等多项技术,自主开发并应用于供电、供水、供气、供热等用户对终端计量设备的信息采集管理,是具有造价及运行费用低廉、组网便捷、抗干扰性强、通讯可靠、扩展性强等特点的大型智能微功率无线自组网络信息采集管理系统。

  

无线自组网络技术概述

  目前存在的无线自组网络(Ad Hoc)主要有两种,一种是由移动节点通过分布式协议自组织起来的移动自组网(MANET(Mobile Ad Hoc Network)。一种是由固定节点通过分布式协议自组织起来的传感器自组网络(Sensor Ad Hoc Network) 。

  移动自组网中的所有通信节点都可以移动,使得网络拓扑可能频繁发生变化,这就使得路由问题成为多跳移动自组网中具有挑战性的问题。而传感器自组网中的大部分节点不会快速频繁移动,因此对路由信息的频繁更新技术要求不高。但传感器网络规模越来越大,如何构建有效可靠的低成本路由成为研究的热点技术。另外由于无线信道噪声高,误码率高且传感器节点容易失效,因此要求传感器自组网络的路由算法具有较高的健壮性,协议能够分布执行,可扩充性要好。(电力行业抄表使用的网络属于上述第二种传感器自组网络,下面重点介绍传感器自组网络的特点)

  

传感器自组网络的概念

  无线传感器网络是由一组传感器以Ad Hoc方式构成的无线网络。传感器网络中的部分或者全 部节点可以移动位置,其拓扑结构也会随着节点的移动而不断的动态变化,节点间以Ad Hoc方式进行通信,每个节点都可用充当路由器的角色,并且每个节点都具备动态搜索、定位和恢复连接的能力。

  传感器网络的特点与挑战

  1、通信能力

  传感器网络的传感器的通信带宽窄而且经常变化,通信覆盖范围为千米级别,受建筑物、障碍物等地势地貌等自然环境的影响,传感器可能会脱离网络,离线工作。如何在有限通信能力的条件下高质量完成信息的处理与传输,是所有无线传感器网络的挑战之一。

  2、传感器数量大、分布范围广

  传感器网络中传感器节点密集,数量巨大,可能达到几千,甚至更多,可以分布在很广泛的地理区域,这个特点使得网络的维护十分困难,传感器网络的软、硬件必须具有高强壮性和容错性。

  3、网络动态性强

  传感器网络具有很强的动态性,网络中的节点、网关可能具有一定的移动性,并且经常有新节点加入或已有节点失效,因此,网络的拓扑结构动态变化,路由路径随之变化,这就要求传感器网络必须具有可重构和自调整性。

  4、数据流处理

  传感器网络中的每个传感器都产生一定的流式数据,具有实时性,每个传感器的计算资源有限,难以处理太大的实时数据,需要研究强有力的分布式数据流管理、查询和挖掘方法。

  

传感器网络的性能(传感器网络的性能,体现在以下几方面评价)

  1、反应速度

  传感器网络的反应速度时指网关发出数据请求到其接受到回答信息所需要的时间长短,路由 ,算法不同、数据传递路径不同等都会影晌传感器网络反应速度,反应速度与应用密切相关,直接影响传感器网络的可用性和应用范围,是重要性能考核指标。

  2、通信成功率

  传感器网络的通信成功率是指网关发出的所有数据请求任务中能成功完成部分所占比例,传感器的硬件精度、数据处理方法、网络通信协议都会对成功率有所影晌。

  3、可扩展性

  传感器网络可扩展性表现在传感器数量,网络覆盖区域等方面的可扩展极限。

  4、容错性

  传感器网络中的传感器经常会由干周围环境而失效,物理的维护或者替换常常十分困难,这样,传感器网络的软、硬件必须具有容错性,以保证系统具有高强壮性。当故障出现时,系统能够通过自动调整或自动重购网络纠正错误。

  

无线自组网络的优点

  1.组网容里大、组网规模可拓展

  主节点可以同时管理的子节点数据最多达到1024个,并且多个主节点可以在同一地区同时组织网络。

  2.受环境限制小

  Unis无线网络中组网算法自动规避各种障碍物,有效的消除环境因素的影响,另外Unis无线网络支持中继节点即插即用,通过灵活地添加中继,解决最难通地孤岛点。

  3.网络传输直通率高

  Unis无线网络中采用优化的路由成本算法,降低路由成本,提供稳定的通信路径;超强的 网络自修复能力,极大提高整体传输直通率。

  4.强抗无线干扰能力

  Unis无线网络中不同节点采用不同频道通信,节点间采用多频并发技术,彻底避免同频无 线噪声干扰带来的通信失败.极大提高抗无线干扰能力。

  5.传输距离远

  Unis无线网络中超远的传输距离,保证了网络班盖半径大,数据通讯更快、更稳定,点对 点通讯可视距离达到1500米,同时支持10级深度的中继通讯。

  6.维护简便

  Unis无线网络中所有通讯节点都支持远程无线抄读、设皿内部参数,配合携带方便的掌机 可以快捷准确的进行维护工作,另外所有通讯节点都可以通过无线远程升级.无需拆装。

  

微功率无线模块硬件设计的特点

  在模块设计过程中,充分考虑采集设备安装使用环境及配套的实际状况,从以下的方面加强了模块的适应性及可书性设计:

  1、采用高集成度徽功率无线IC设计,内且可调的集成功放,采用GFSK调制方式,其有灵 敏度高抗干扰能力强等特点。

  2、采用良好的匹配电路,支持内且天线,可以实现500米以上的点对点通信。采用外皿吸 盘天线可以大大减少发射和接收的衰减,使通信距离提高到,200米以上,适合特殊环境应用。

  3、模块设计考虑现场调试及维护的方便性,模块其有通信频道及通信状态指示.且其有空中维护及通信信号质I自动检测功能。

  4、模块其有良好的兼容性,适合各种不同厂家的表计。考虑了现场不同版本电能表的不同电源设计,以及无线模块功耗对电能表电潭自身的发热及工作的影响,采用高效率电源,能适合电能表接口输出电压的波动,支持电能表低电压工作。可以将模块接收功耗控制在0.2W,发射功耗控制在0.4W。

  5、在与电能表通信接口方面,充分考虑不同电能表波特率及上电时间的不同,采用波特率自动识别及延时通信方式实现与电能表的可靠接口。

  6、采用进口离品质贴片电感和电容,确保不受外界温度及模块长时间工作的影晌,可以在-40℃~-70℃的环境下可靠工作。

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