基于WSN的燃气表自动抄表系统设计

　　集中器采用市电供电，带有备用锂电池。稳压芯片采用LM1117；处理器采用三星公司的S3C2440A，主频为400 MHz，最高可达533 MHz，该处理器功耗极低，片上资源丰富；射频芯片采用Noridic公司的SI4432；存储模块有两个部分：SDRAM和FLASH，两块容量为32 MB，16位数据线的SDRAM并行组成32位，直接与处理器相连，用以运行程序，FLASH为64 MB的NND FLASH；LCD为7寸真彩色TFT液晶屏。

　　4 系统软件设计

　　系统软件是基于IAR Embedded Workbench平台，采用C语言开发，主要包括燃气表智能终端、采集器、集中器三个部分。

　　4．1 燃气表智能终端的设计

　　燃气表智能终端主要和采集器以及手持抄表器进行通信。系统上电后首先初始化硬件，然后向采集器发送注册请求，之后根据收到的指令完成相应的工作，流程图如图3所示。 

　　4．2 采集器软件设计

　　采集器作为数据传输的中枢，为了降低系统的整体功耗，采用了变频的方法。数据在一级网络和二级网络中传输时采用不同的频点。采集器在进行初始化后配置相应的参数，然后向集中器发送路由请求，构建自组织网络。组网完成后切换频率，保持和采集器在同一个频率，进入接收模式，等待来自集中器的指令。

　　4．3 集中器软件设计

　　集中器作为小区内的数据汇聚节点，向上通过GPRS网络与监控中心通信；向下通过自组织网络与采集器和燃气表终端通信。系统上电后，首先进行硬件初始化，配置相应的寄存器参数，随GPRS模块和无线射频模块都进入接收模式。主要完成两个任务：等待采集器初始化后，发送路由请求，完成自组网；等待监控中心发送的指令。监控中心在每次抄表之前都要首先和集中器进行校时，校时结束后集中器再和采集器进行校时，以保证整个抄表网络的时间同步。若收到监控中心的抄表指令，则把相应的指令发送到采集器，完成单个抄表，局部抄表以及整个网络抄表。

　　5 结语

　　本文提出的自动抄表系统将燃气表直读技术、无线传感器技术和GPRS网络结合起来，实现远程集中抄表。系统设计优先考虑低功耗，燃气表智能终端采用了先进的电源管理模式，同时一级网络和二级网络采用不同的频率，减少了彼此间的干扰，延长了电池的使用寿命，提高了系统的可靠性。采集器与燃气表智能终端以无线方式通信，无需人工布线，布置灵活，后期容易维护。目前，该系统已在南通市崇川区部分小区使用，实践证明该系统稳定可靠，易于实现，布置灵活，实用性强，并可适用于水表、电表等。