一種用于戶表集抄的低功耗無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于戶表集抄的低功耗無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，包括構(gòu)建無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、確定各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)和從機(jī)使用的跳頻圖案，以及實(shí)現(xiàn)各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)和從機(jī)的跳頻同步；所述跳頻同步包括主機(jī)同步管理和從機(jī)同步管理。其能使構(gòu)建在樓棟間的低功耗的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)戶表集抄，同時(shí)節(jié)省電能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于戶表集抄的低功耗無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于短距離無(wú)線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于戶表集抄的低功耗無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在短距離無(wú)線通信領(lǐng)域，有多種通信技術(shù)，如藍(lán)牙、Wi_F1、ZigBee、UWB、IrDA等，它們各有各的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，分別被相關(guān)領(lǐng)域采用。但在戶表集抄領(lǐng)域，應(yīng)用短距離無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)樓棟間通信，要求通信距離100?500m、每個(gè)終端設(shè)備數(shù)據(jù)量2—3Kbytes、抄表總時(shí)延明確可控、每個(gè)戶表終端每天至少抄讀一次、電池供電使用壽命達(dá)10年以上，上述技術(shù)難以同時(shí)滿足這些要求。而目前市場(chǎng)上的一些低功耗自組網(wǎng)技術(shù)，比如CN101977429B公開(kāi)的一種微功耗無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，其雖然在組網(wǎng)性能上有優(yōu)勢(shì)，可以在一定程度上提高系統(tǒng)的抗干擾和生存能力，但其能量消耗較大、多級(jí)中繼后的通信時(shí)延不確定、抗同信道干擾性能差，難以勝任戶表集抄任務(wù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用于戶表集抄的低功耗無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，以使構(gòu)建在樓棟間的低功耗的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)戶表集抄，同時(shí)節(jié)省電能。
[0004]本發(fā)明所述的用于戶表集抄的低功耗無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，包括
(O構(gòu)建無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng):所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由多級(jí)通信路徑固定的“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)構(gòu)成，包括主無(wú)線終端、多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)與戶表終端連接的從無(wú)線終端，所述中繼節(jié)點(diǎn)由無(wú)線終端A和無(wú)線終端B通過(guò)有線連接構(gòu)成；所述主無(wú)線終端、從無(wú)線終端、無(wú)線終端A和無(wú)線終端B都包括MPU以及與MPU連接的實(shí)時(shí)時(shí)鐘、主從開(kāi)關(guān)、低功耗存儲(chǔ)器、入網(wǎng)按鍵、無(wú)線收發(fā)模塊和終端接口 ；第一級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)由作為主機(jī)的主無(wú)線終端與作為從機(jī)的至少一個(gè)從無(wú)線終端和作為從機(jī)的至少一個(gè)無(wú)線終端A構(gòu)成，后續(xù)的各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)由作為主機(jī)的無(wú)線終端B與作為從機(jī)的至少一個(gè)從無(wú)線終端和/或作為從機(jī)的至少一個(gè)無(wú)線終端A構(gòu)成。
[0005](2)確定各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)和從機(jī)使用的跳頻圖案:首先，將預(yù)先設(shè)定好的由跳頻圖案組號(hào)和跳頻圖案構(gòu)成的正交跳頻表(具有良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性)存儲(chǔ)在主無(wú)線終端、各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)和各個(gè)從無(wú)線終端的低功耗存儲(chǔ)器內(nèi)(供MPU讀取)，將各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)的ID用作該“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)的系統(tǒng)ID，無(wú)論主機(jī)、從機(jī)均采用該系統(tǒng)ID確定跳頻圖案；其次，將可用頻段分成交錯(cuò)的N組信道，根據(jù)系統(tǒng)ID，選擇其中一個(gè)信道組 group_num = sys_ID % N,并確定跳頻圖案組號(hào) schedule_num = sys_ID/N %(31+1);然后，根據(jù)計(jì)算確定的跳頻圖案組號(hào)，從正交跳頻表中選擇與跳頻圖案組號(hào)對(duì)應(yīng)的一組跳頻圖案；最后，判斷上次保存的屬于該組跳頻圖案中的某一個(gè)跳頻圖案號(hào)是否有效，如果有效，則讀取該跳頻圖案號(hào)作為該“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)、從機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，如果無(wú)效，則產(chǎn)生初始跳頻圖案號(hào)RF_frq_ptr=SyS_ID%31作為該“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)、從機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)。
[0006](3)實(shí)現(xiàn)各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)和從機(jī)的跳頻同步:其包括主機(jī)同步管理和從機(jī)同步管理；所述主機(jī)同步管理的過(guò)程為:設(shè)定24小時(shí)一次的實(shí)時(shí)時(shí)鐘報(bào)警，待報(bào)警喚醒后，先按照跳頻圖案中的跳頻序列跳至下一個(gè)跳頻圖案號(hào)，將該下一個(gè)跳頻圖案號(hào)作為主機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，然后啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)時(shí)T，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息)，待定時(shí)時(shí)間到喚醒后，則發(fā)送包括時(shí)鐘以及使用的跳頻圖案號(hào)的同步信息給從機(jī)，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息);如果主機(jī)收到其它“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)的信息喚醒后，則按照跳頻圖案中的跳頻序列再跳至下一個(gè)跳頻圖案號(hào)，將該下一個(gè)跳頻圖案號(hào)作為主機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，并向從機(jī)發(fā)送“跳頻圖案加I”指令，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息)；所述從機(jī)同步管理的過(guò)程為:設(shè)定24小時(shí)一次的實(shí)時(shí)時(shí)鐘報(bào)警，待報(bào)警喚醒后，先按照跳頻圖案中的跳頻序列跳至下一個(gè)跳頻圖案號(hào)，將該下一個(gè)跳頻圖案號(hào)作為從機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，然后啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)時(shí)T*l.1+隨機(jī)數(shù)，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息)，在定時(shí)時(shí)間內(nèi)如果接收到主機(jī)發(fā)送的同步信息喚醒，則更新時(shí)鐘并停止定時(shí)器，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息)，在定時(shí)時(shí)間到喚醒后如果未接收主機(jī)發(fā)送的同步信息，則按跳頻圖案中的跳頻序列搜尋主機(jī)，直至接收到主機(jī)發(fā)送的同步信息，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息);如果從機(jī)接收到主機(jī)發(fā)送的“跳頻圖案加I”指令，則根據(jù)指令內(nèi)容，按照跳頻圖案中的跳頻序列跳至下一個(gè)跳頻圖案號(hào)，將該下一個(gè)跳頻圖案號(hào)作為從機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息)。
[0007]撥動(dòng)主從開(kāi)關(guān)能設(shè)定主無(wú)線終端、從無(wú)線終端、無(wú)線終端A和無(wú)線終端B的主機(jī)、從機(jī)屬性；如果需要在某級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中增加一個(gè)從無(wú)線終端作為從機(jī)，則先按下該從無(wú)線終端的入網(wǎng)按鍵，再按下該“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)的入網(wǎng)按鍵，此時(shí)該從無(wú)線終端與主機(jī)在同一個(gè)指定的頻點(diǎn)上，主機(jī)發(fā)送“主機(jī)ID”、“當(dāng)前使用的跳頻圖案號(hào)”、“實(shí)時(shí)時(shí)間”信息給該從無(wú)線終端，該從無(wú)線終端接收到“主機(jī)ID”作為系統(tǒng)ID，接收到“當(dāng)前使用的跳頻圖案號(hào)”作為初始跳頻圖案號(hào)，接收到“實(shí)時(shí)時(shí)間”校準(zhǔn)本機(jī)時(shí)鐘。
[0008]為了避免單信道機(jī)制中從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)信息時(shí)將對(duì)應(yīng)的該級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)內(nèi)其它從機(jī)喚醒，節(jié)約從機(jī)的電池能量，所述的各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)采用雙信道工作機(jī)制，主機(jī)的發(fā)送信道與從機(jī)的接收信道相同，從機(jī)的發(fā)送信道與主機(jī)的接收信道相同。
[0009]所述無(wú)線收發(fā)模塊采用APC240無(wú)線收發(fā)模塊，每I秒喚醒一次檢測(cè)空中的無(wú)線信號(hào)；所述MPU采用內(nèi)核為Cortex-MO+的KL15系列微處理器，具有nA級(jí)的停止工作模式；所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘采用針對(duì)低功耗而優(yōu)化的CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片PCA85163，它具有開(kāi)漏的報(bào)警和定時(shí)中斷信號(hào)輸出功能；所述終端接口為集電極開(kāi)路的RS232接口，中繼節(jié)點(diǎn)的無(wú)線終端A與無(wú)線終端B通過(guò)終端接口采用有線方式連接。
[0010]本發(fā)明具有如下效果:
(I)采用通信路徑固定(即人工干預(yù)組網(wǎng))的多級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)在樓棟間構(gòu)建無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于戶表集抄，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，多級(jí)中繼后通信時(shí)延確定，用于網(wǎng)絡(luò)自身管理和維護(hù)的電能消耗小，在滿足通信可靠性、實(shí)時(shí)性前提下，最大限度地節(jié)約了能源。
[0011](2)采用跳頻方式，避免了信道重復(fù)帶來(lái)的同頻干擾，保證了網(wǎng)絡(luò)的正常通信；通過(guò)主機(jī)、從機(jī)同步管理機(jī)制，使主機(jī)、從機(jī)失步后能盡快恢復(fù)同步，從而使網(wǎng)絡(luò)具有了自維護(hù)能力。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明中構(gòu)建的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖。
[0013]圖2為本發(fā)明中主無(wú)線終端、從無(wú)線終端、無(wú)線終端A和無(wú)線終端B的電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖3為本發(fā)明中確定各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)和從機(jī)使用的跳頻圖案的流程圖。
[0015]圖4為本發(fā)明中的主機(jī)同步管理流程圖。
[0016]圖5為本發(fā)明中的從機(jī)同步管理流程圖。
[0017]圖6為本發(fā)明中雙信道工作機(jī)制示意圖。
[0018]圖7為本發(fā)明中的正交跳頻表。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]如圖1至圖7所示，用于戶表集抄的低功耗無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，包括
(I)構(gòu)建無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(參見(jiàn)圖1、圖2):無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由三級(jí)通信路徑固定的“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)構(gòu)成，包括主無(wú)線終端1、四個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)2以及六個(gè)從無(wú)線終端3，中繼節(jié)點(diǎn)2由無(wú)線終端A和無(wú)線終端B通過(guò)有線連接構(gòu)成，主無(wú)線終端1、從無(wú)線終端3、無(wú)線終端A和無(wú)線終端B都包括MPU 5以及與MPU 5連接的實(shí)時(shí)時(shí)鐘6、主從開(kāi)關(guān)7、低功耗存儲(chǔ)器8、入網(wǎng)按鍵9、無(wú)線收發(fā)模塊10和終端接口 11。
[0021]MPU 5采用內(nèi)核為Cortex-MO+的KL15系列微處理器，具有nA級(jí)的停止工作模式，在無(wú)任務(wù)處理時(shí)自動(dòng)進(jìn)入低功耗睡眠，此時(shí)電流消耗約為0.8uA。無(wú)線收發(fā)模塊10采用APC240無(wú)線收發(fā)模塊，每I秒自動(dòng)喚醒一次檢測(cè)空中的無(wú)線信號(hào)，其平均電流為(4.5ms/(1000ms+4.5ms)) *3.2mA+ 0.0015mA ^ 0.016mA=16uA。低功耗存儲(chǔ)器 8 的電源受 MPU 5 控制，當(dāng)MPU 5需要存儲(chǔ)或讀取數(shù)據(jù)時(shí)，才接通低功耗存儲(chǔ)器8的電源執(zhí)行讀寫(xiě)操作，讀寫(xiě)操作完成后隨即斷開(kāi)其電源，這樣可省去低功耗存儲(chǔ)器8的靜態(tài)電流消耗。實(shí)時(shí)時(shí)鐘6采用針對(duì)低功耗而優(yōu)化的CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片PCA85163，它具有開(kāi)漏的報(bào)警和定時(shí)中斷信號(hào)輸出功能，通常情況下電流消耗0.25uA。終端接口 11為集電極開(kāi)路的RS232接口，使得與戶表終端在電源消耗上相互獨(dú)立，減少能源的不必要開(kāi)銷(xiāo)。撥動(dòng)主從開(kāi)關(guān)7能設(shè)定主無(wú)線終端1、從無(wú)線終端3、無(wú)線終端A和無(wú)線終端B的主機(jī)、從機(jī)屬性；通過(guò)先后按下從機(jī)、主機(jī)的入網(wǎng)按鍵9，可使從機(jī)加入由主機(jī)管理的該級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)。主無(wú)線終端1、從無(wú)線終端3、無(wú)線終端A和無(wú)線終端B的靜態(tài)平均電流約為17uA。
[0022]如圖1所示，第一級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)由作為主機(jī)的主無(wú)線終端I (即O)與作為從機(jī)的一個(gè)從無(wú)線終端3 (即02)和作為從機(jī)的兩個(gè)無(wú)線終端A構(gòu)成，該系統(tǒng)中兩個(gè)無(wú)線終端A分別屬于兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)2(即01、03)。第二級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)有兩個(gè)，一個(gè)是由作為主機(jī)的無(wú)線終端B與作為從機(jī)的一個(gè)無(wú)線終端A和作為從機(jī)的一個(gè)從無(wú)線終端3(即012)構(gòu)成，該系統(tǒng)中無(wú)線終端B屬于前述的一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)2 (即01)，無(wú)線終端A屬于一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)2(即011);另一個(gè)是由作為主機(jī)的無(wú)線終端B與作為從機(jī)的一個(gè)無(wú)線終端A構(gòu)成，該系統(tǒng)中無(wú)線終端B屬于前述的一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)2 (即03)，無(wú)線終端A屬于一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)2 (即031)。第三級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)也有兩個(gè)，一個(gè)是由作為主機(jī)的無(wú)線終端B與作為從機(jī)的三個(gè)從無(wú)線終端3 (即0111、0112、0113)構(gòu)成，該系統(tǒng)中無(wú)線終端B屬于前述的一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)2 (即011);另一個(gè)是由作為主機(jī)的無(wú)線終端B與作為從機(jī)的一個(gè)從無(wú)線終端3 (即0311)構(gòu)成，該系統(tǒng)中無(wú)線終端B屬于前述的一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)2 (即031)。六個(gè)從無(wú)線終端3 (即02、012、0111、0112、0113、0311)各連接一個(gè)戶表終端4。各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)采用雙信道工作機(jī)制，主機(jī)的發(fā)送信道與從機(jī)的接收信道相同，從機(jī)的發(fā)送信道與主機(jī)的接收信道相同(參見(jiàn)圖6)。
[0023](2)確定各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)和從機(jī)使用的跳頻圖案(參見(jiàn)圖3):
首先，將預(yù)先設(shè)定好的由32個(gè)跳頻圖案組號(hào)和32組跳頻圖案構(gòu)成的正交跳頻表(參見(jiàn)圖7)存儲(chǔ)在主無(wú)線終端1、各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)2和各個(gè)從無(wú)線終端3的低功耗存儲(chǔ)器內(nèi)(供MPU讀取)，每組跳頻圖案由31個(gè)跳頻圖案號(hào)按照跳頻序列構(gòu)成，一個(gè)跳頻圖案號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)頻點(diǎn)；將各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)的ID用作該“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)的系統(tǒng)ID，無(wú)論主機(jī)、從機(jī)均采用該系統(tǒng)ID確定跳頻圖案。
[0024]其次，將可用頻段分成交錯(cuò)的N組信道，根據(jù)系統(tǒng)ID，選擇其中一個(gè)信道組 group—num = sys_ID % N ；
根據(jù)系統(tǒng)ID，確定跳頻圖案組號(hào) schedule_num = sys_ID/N % (31+1)。
[0025]然后，根據(jù)計(jì)算確定的跳頻圖案組號(hào)，從正交跳頻表中選擇與跳頻圖案組號(hào)對(duì)應(yīng)的一組跳頻圖案。
[0026]最后，判斷上次保存的屬于該組跳頻圖案中的某一個(gè)跳頻圖案號(hào)是否有效，如果有效，則讀取該跳頻圖案號(hào)作為該“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)、從機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，如果無(wú)效，則產(chǎn)生初始跳頻圖案號(hào)RF_frq_ptr=SyS_ID%31，作為該“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)、從機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)。
[0027](3)實(shí)現(xiàn)各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)和從機(jī)的跳頻同步:其包括主機(jī)同步管理和從機(jī)同步管理；
所述主機(jī)同步管理的過(guò)程(參見(jiàn)圖4)為:
設(shè)定24小時(shí)一次的實(shí)時(shí)時(shí)鐘報(bào)警，待報(bào)警喚醒后，先按照跳頻圖案中的跳頻序列跳至下一個(gè)跳頻圖案號(hào)，將該下一個(gè)跳頻圖案號(hào)作為主機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，然后啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)時(shí)T，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息)；待定時(shí)時(shí)間到喚醒后，則發(fā)送包括時(shí)鐘以及使用的跳頻圖案號(hào)的同步信息給從機(jī)，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息)；如果主機(jī)收到其它“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)的信息喚醒后，則按照跳頻圖案中的跳頻序列再跳至下一個(gè)跳頻圖案號(hào)，將該下一個(gè)跳頻圖案號(hào)作為主機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，并向從機(jī)發(fā)送“跳頻圖案加I”指令，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息)。
[0028]所述從機(jī)同步管理的過(guò)程(參見(jiàn)圖5)為:
設(shè)定24小時(shí)一次的實(shí)時(shí)時(shí)鐘報(bào)警，待報(bào)警喚醒后，先按照跳頻圖案中的跳頻序列跳至下一個(gè)跳頻圖案號(hào)，將該下一個(gè)跳頻圖案號(hào)作為從機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，然后啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)時(shí)T*l.1+隨機(jī)數(shù)(選擇I?39分鐘)，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息)，在定時(shí)時(shí)間內(nèi)如果接收到主機(jī)發(fā)送的同步信息喚醒，則更新時(shí)鐘并停止定時(shí)器，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息)，在定時(shí)時(shí)間到喚醒后如果未接收主機(jī)發(fā)送的同步信息，則按跳頻圖案中的跳頻序列搜尋主機(jī)，直至接收到主機(jī)發(fā)送的同步信息，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息);如果從機(jī)接收到主機(jī)發(fā)送的“跳頻圖案加I”指令，則根據(jù)指令內(nèi)容，按照跳頻圖案中的跳頻序列跳至下一個(gè)跳頻圖案號(hào)，將該下一個(gè)跳頻圖案號(hào)作為從機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，而后進(jìn)入低功耗睡眠(能間歇接收信息)。
[0029]如果需要在由屬于中繼節(jié)點(diǎn)2 (即031)的無(wú)線終端B與從無(wú)線終端3 (即0311)構(gòu)成的第三級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中增加一個(gè)從無(wú)線終端3作為從機(jī)，則先按下該從無(wú)線終端
3的入網(wǎng)按鍵9，再按下該“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)(即無(wú)線終端B)的入網(wǎng)按鍵9，此時(shí)該從無(wú)線終端3與主機(jī)在同一個(gè)指定的頻點(diǎn)上，主機(jī)發(fā)送“主機(jī)ID”、“當(dāng)前使用的跳頻圖案號(hào)(屬于正常工作時(shí)使用的跳頻圖案號(hào)，不是入網(wǎng)按鍵9按下后的指定的頻點(diǎn))”、“實(shí)時(shí)時(shí)間”信息給該從無(wú)線終端，該從無(wú)線終端接收到“主機(jī)ID”作為系統(tǒng)ID，接收到“當(dāng)前使用的跳頻圖案號(hào)”作為初始跳頻圖案號(hào)，接收到“實(shí)時(shí)時(shí)間”校準(zhǔn)本機(jī)時(shí)鐘。
[0030]結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做了詳細(xì)的說(shuō)明與描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，詳盡的說(shuō)明只是為了幫助讀者更好地理解本發(fā)明精神，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于戶表集抄的低功耗無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:包括 構(gòu)建無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng):所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由多級(jí)通信路徑固定的“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)構(gòu)成，包括主無(wú)線終端(I)、多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)(2)以及多個(gè)與戶表終端(4)連接的從無(wú)線終端(3)，所述中繼節(jié)點(diǎn)(2)由無(wú)線終端A和無(wú)線終端B通過(guò)有線連接構(gòu)成；所述主無(wú)線終端(I)、從無(wú)線終端(3)、無(wú)線終端A和無(wú)線終端B都包括MPU (5)以及與MPU連接的實(shí)時(shí)時(shí)鐘(6)、主從開(kāi)關(guān)(7)、低功耗存儲(chǔ)器(8)、入網(wǎng)按鍵(9)、無(wú)線收發(fā)模塊(10)和終端接口(11)；第一級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)由作為主機(jī)的主無(wú)線終端(I)與作為從機(jī)的至少一個(gè)從無(wú)線終端(3)和作為從機(jī)的至少一個(gè)無(wú)線終端A構(gòu)成，后續(xù)的各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)由作為主機(jī)的無(wú)線終端B與作為從機(jī)的至少一個(gè)從無(wú)線終端(3)和/或作為從機(jī)的至少一個(gè)無(wú)線終端A構(gòu)成； 確定各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)和從機(jī)使用的跳頻圖案:首先，將預(yù)先設(shè)定好的由跳頻圖案組號(hào)和跳頻圖案構(gòu)成的正交跳頻表存儲(chǔ)在主無(wú)線終端、各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)和各個(gè)從無(wú)線終端的低功耗存儲(chǔ)器內(nèi)，將各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)的ID用作該“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)的系統(tǒng)ID，無(wú)論主機(jī)、從機(jī)均采用該系統(tǒng)ID確定跳頻圖案；其次，將可用頻段分成交錯(cuò)的N組信道，根據(jù)系統(tǒng)ID,選擇其中一個(gè)信道組group_num = sys_ID % N,并確定跳頻圖案組號(hào)schedule_num = sys_ID/N % (31+1);然后,根據(jù)計(jì)算確定的跳頻圖案組號(hào),從正交跳頻表中選擇與跳頻圖案組號(hào)對(duì)應(yīng)的一組跳頻圖案；最后，判斷上次保存的屬于該組跳頻圖案中的某一個(gè)跳頻圖案號(hào)是否有效，如果有效，則讀取該跳頻圖案號(hào)作為該“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)、從機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，如果無(wú)效，則產(chǎn)生初始跳頻圖案號(hào)RF_frq_ptr=SyS_ID%31作為該“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)、從機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)； 實(shí)現(xiàn)各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)和從機(jī)的跳頻同步:其包括主機(jī)同步管理和從機(jī)同步管理；所述主機(jī)同步管理的過(guò)程為:設(shè)定24小時(shí)一次的實(shí)時(shí)時(shí)鐘報(bào)警，待報(bào)警喚醒后，先按照跳頻圖案中的跳頻序列跳至下一個(gè)跳頻圖案號(hào)，將該下一個(gè)跳頻圖案號(hào)作為主機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，然后啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)時(shí)T，而后進(jìn)入低功耗睡眠，待定時(shí)時(shí)間到喚醒后，則發(fā)送包括時(shí)鐘以及使用的跳頻圖案號(hào)的同步信息給從機(jī)，而后進(jìn)入低功耗睡眠；如果主機(jī)收到其它“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)的信息喚醒后，則按照跳頻圖案中的跳頻序列再跳至下一個(gè)跳頻圖案號(hào)，將該下一個(gè)跳頻圖案號(hào)作為主機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，并向從機(jī)發(fā)送“跳頻圖案加I”指令，而后進(jìn)入低功耗睡眠；所述從機(jī)同步管理的過(guò)程為:設(shè)定24小時(shí)一次的實(shí)時(shí)時(shí)鐘報(bào)警，待報(bào)警喚醒后，先按照跳頻圖案中的跳頻序列跳至下一個(gè)跳頻圖案號(hào)，將該下一個(gè)跳頻圖案號(hào)作為從機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，然后啟動(dòng)定時(shí)器計(jì)時(shí)T*l.1+隨機(jī)數(shù)，而后進(jìn)入低功耗睡目民，在定時(shí)時(shí)間內(nèi)如果接收到主機(jī)發(fā)送的同步信息喚醒，則更新時(shí)鐘并停止定時(shí)器，而后進(jìn)入低功耗睡眠，在定時(shí)時(shí)間到喚醒后如果未接收主機(jī)發(fā)送的同步信息，則按跳頻圖案中的跳頻序列搜尋主機(jī)，直至接收到主機(jī)發(fā)送的同步信息，而后進(jìn)入低功耗睡眠；如果從機(jī)接收到主機(jī)發(fā)送的“跳頻圖案加I”指令，則根據(jù)指令內(nèi)容，按照跳頻圖案中的跳頻序列跳至下一個(gè)跳頻圖案號(hào)，將該下一個(gè)跳頻圖案號(hào)作為從機(jī)使用的跳頻圖案號(hào)，而后進(jìn)入低功耗睡眠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于戶表集抄的低功耗無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于: 撥動(dòng)主從開(kāi)關(guān)(7)設(shè)定主無(wú)線終端(I )、從無(wú)線終端(3)、無(wú)線終端A和無(wú)線終端B的主機(jī)、從機(jī)屬性；如果需要在某級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中增加一個(gè)從無(wú)線終端作為從機(jī)，則先按下該從無(wú)線終端的入網(wǎng)按鍵，再按下該“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)中主機(jī)的入網(wǎng)按鍵，此時(shí)該從無(wú)線終端與主機(jī)在同一個(gè)指定的頻點(diǎn)上，主機(jī)發(fā)送“主機(jī)ID”、“當(dāng)前使用的跳頻圖案號(hào)”、“實(shí)時(shí)時(shí)間”信息給該從無(wú)線終端，該從無(wú)線終端接收到“主機(jī)ID”作為系統(tǒng)ID，接收到“當(dāng)前使用的跳頻圖案號(hào)”作為初始跳頻圖案號(hào)，接收到“實(shí)時(shí)時(shí)間”校準(zhǔn)本機(jī)時(shí)鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于戶表集抄的低功耗無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:所述的各級(jí)“點(diǎn)-多點(diǎn)”系統(tǒng)采用雙信道工作機(jī)制，主機(jī)的發(fā)送信道與從機(jī)的接收信道相同，從機(jī)的發(fā)送信道與主機(jī)的接收信道相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于戶表集抄的低功耗無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:所述無(wú)線收發(fā)模塊(10)采用APC240無(wú)線收發(fā)模塊，所述MPU (5)采用內(nèi)核為Cortex-MO+的KL15系列微處理器，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘(6)采用CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片PCA85163,所述終端接口(11)為集電極開(kāi)路的RS232接口。
【文檔編號(hào)】H04W52/02GK104320838SQ201410709999
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】唐保壽, 向方云, 魏慶華 申請(qǐng)人:重慶智能水表集團(tuán)有限公司