基于WSN的燃氣表自動抄表系統設計

集中器采用市電供電，帶有備用鋰電池。穩壓芯片采用LM1117；處理器采用三星公司的S3C2440A，主頻為400 MHz，最高可達533 MHz，該處理器功耗極低，片上資源豐富；射頻芯片采用Noridic公司的SI4432；存儲模塊有兩個部分：SDRAM和FLASH，兩塊容量為32 MB，16位數據線的SDRAM并行組成32位，直接與處理器相連，用以運行程序，FLASH為64 MB的NND FLASH；LCD為7寸真彩色TFT液晶屏。

4 系統軟件設計
系統軟件是基于IAR Embedded Workbench平臺，采用C語言開發，主要包括燃氣表智能終端、采集器、集中器三個部分。
4．1 燃氣表智能終端的設計
燃氣表智能終端主要和采集器以及手持抄表器進行通信。系統上電后首先初始化硬件，然后向采集器發送注冊請求，之后根據收到的指令完成相應的工作，流程圖如圖3所示。

4．2 采集器軟件設計
采集器作為數據傳輸的中樞，為了降低系統的整體功耗，采用了變頻的方法。數據在一級網絡和二級網絡中傳輸時采用不同的頻點。采集器在進行初始化后配置相應的參數，然后向集中器發送路由請求，構建自組織網絡。組網完成后切換頻率，保持和采集器在同一個頻率，進入接收模式，等待來自集中器的指令。
4．3 集中器軟件設計
集中器作為小區內的數據匯聚節點，向上通過GPRS網絡與監控中心通信；向下通過自組織網絡與采集器和燃氣表終端通信。系統上電后，首先進行硬件初始化，配置相應的寄存器參數，隨GPRS模塊和無線射頻模塊都進入接收模式。主要完成兩個任務：等待采集器初始化后，發送路由請求，完成自組網；等待監控中心發送的指令。監控中心在每次抄表之前都要首先和集中器進行校時，校時結束后集中器再和采集器進行校時，以保證整個抄表網絡的時間同步。若收到監控中心的抄表指令，則把相應的指令發送到采集器，完成單個抄表，局部抄表以及整個網絡抄表。

5 結語
本文提出的自動抄表系統將燃氣表直讀技術、無線傳感器技術和GPRS網絡結合起來，實現遠程集中抄表。系統設計優先考慮低功耗，燃氣表智能終端采用了先進的電源管理模式，同時一級網絡和二級網絡采用不同的頻率，減少了彼此間的干擾，延長了電池的使用壽命，提高了系統的可靠性。采集器與燃氣表智能終端以無線方式通信，無需人工布線，布置靈活，后期容易維護。目前，該系統已在南通市崇川區部分小區使用，實踐證明該系統穩定可靠，易于實現，布置靈活，實用性強，并可適用于水表、電表等。