基于无线传感器网络的微功率无线抄表系统的研究与实现

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1、中图分类号：TP393学科分类号：085211论文编号：102871613-SZ005硕士学位论文基于无线传感器网络的微功率无线抄表系统的研究与实现研究生姓名贾虹专业类别专业领域指导教师工程硕士计算机技术章勇副教授南京航空航天大学研究生院计算机科学与技术学院二O一二年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofComputerScienceandTechnologyResearchonMicro-—powerWirelessMeter

2、ReadingSystemBasedonWirelessSensorNetworkandImplementationAThesisinComputerTechnologyByJiaHongAdvisedbyAssociateProfessorZhangYongSubmiaedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2012承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除

3、文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文摘要与传统的手工抄表方式相比，微功率无线抄表方式具有节省人工量、数据准确率高、实时性好等优势，近几年得到广大电力行业部门

4、的高度重视。该抄表方式主要利用无线传感器网络技术通过多跳的方式形成无线抄表网络，再通过无线远程通讯方法将采集到的数据传送至电管部门的计算机系统，从而完成用户用电数据的集抄。本文针对微功率无线抄表系统在实际实现过程中，面临着现代小区环境复杂等因素造成数据通讯和联网的有效性、适应性和可靠性问题，进行了如下的工作：首先，通信方面。在协调器和终端节点均遵循国家电网DL／T645通信规约的前提下，实现可复用的MAC层和NWK层，通过采用不同的PHY层支持实现对电能信息采集领域的无线信道的支持，完成了无线抄表系统在470～510MHz工作频段下的数

5、据通信。然后，路由方面。当协调器组建网络并且终端节点成功加入网络后，在采用传统的被动平面路由协议的基础上，提出了一种基于协调器节点通过召测终端节点场强以及分组帧序号来对备用路径的路由成功率进行统计的方法，以不断更新终端节点在线路由信息，找出最优路径，从而提高数据传输的通信成功率。最后，软硬件的设计方面。考虑射频模块功率限制，本文选取工作频段在240～930MHz的Si4432收发器作为无线射频模块，并针对协调器节点和终端节点的工作流程进行了软件设计；在测试时，对系统自组网、数据中继传输以及网络的自愈性等功能进行了验证，模拟实验环境中测试

6、结果表明终端节点在协调器组网成功后可自动扫描干净信道，加入和退出网络；实际环境中测试结果表明，在使用基于微功率无线集抄系统自定义的协议规范的基础上，系统仍拥有良好的日零点冻结电能示值抄通率。关键词：无线传感器网络，微功率无线抄表，DL／T645，自组网，路由成功率基于无线传感器网络的微功率无线抄表系统的研究与实现ABSTRACTComparedwithtraditionalmanualmeters，micro-powerwirelessmeterreadinghasmanysuperioritiessuchassavingsinmanp

7、ower,transferringdatawithhighaccuracy,SOthatitattachesgreatimportancetothemajorityofthepowerindustrysector．Themeterreadingsystemuseswirelesssensornetworktechnology,aswellasshort-rangewkelesscommunicationstechnologytoformawirelessmeterreadingnetwork．Thenwirelesstelecommun

8、icationstechnologywillalsobeusedtosendthedataofusersofelectricitytotheelectrictubedepartment’Scomputers