無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗硗ㄟ^(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與抄表設(shè)備，構(gòu)成無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)。相對(duì)于有線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)，無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)中各設(shè)備(包括集中器、采集器、無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗?之間無(wú)須布線，幾乎不受地理環(huán)境限制，具有更廣泛的適應(yīng)性和擴(kuò)展性。無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)總體投入成本低，其在數(shù)據(jù)報(bào)抄、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和計(jì)費(fèi)等方面都具優(yōu)勢(shì)。

隨著信息化進(jìn)程的發(fā)展，越來(lái)越多的燃?xì)馄髽I(yè)為了無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼恼＿\(yùn)行建立了自己的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)部，雖然投入了大量人力，但是維護(hù)工程師的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)決定了無(wú)線遠(yuǎn)傳網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是否能得到有效的維護(hù)。無(wú)線遠(yuǎn)傳網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是以無(wú)線通信技術(shù)為主要實(shí)現(xiàn)手段的現(xiàn)代化管理模式，本身的維護(hù)方式卻是手工方式。因此，建立一種儀表無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的維護(hù)規(guī)范，讓無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗砉ぷ飨到y(tǒng)化、規(guī)范化、科學(xué)化，盡可能減少對(duì)維護(hù)人員技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的依賴，是十分必要的。

無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗碜鳛闊o(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其應(yīng)用的無(wú)線射頻技術(shù)具有以下特點(diǎn)。

①硬件資源有限：節(jié)點(diǎn)由于受到自身體積和功耗的限制，其計(jì)算能力、程序空間和內(nèi)存空間比普通的計(jì)算機(jī)功能要弱很多，這一點(diǎn)決定了在節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，協(xié)議層次不能太復(fù)雜。

②能量有限：無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗硎褂秒姵毓╇?，能量有限是其一大特點(diǎn)，因此無(wú)線網(wǎng)絡(luò)算法要盡量降低計(jì)算復(fù)雜度和通信數(shù)據(jù)量，以節(jié)約能量，從而延長(zhǎng)電池使用壽命。

傳統(tǒng)的無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗?，安裝調(diào)試復(fù)雜，需要調(diào)整信號(hào)強(qiáng)度，選擇合適的位置，設(shè)置大量的參數(shù)，才能調(diào)試成功。如果系統(tǒng)在使用過(guò)程中加裝表具、換表，或者安裝其他設(shè)備時(shí)，原有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)會(huì)發(fā)生改變，需要技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置調(diào)試，解決諸如此類非常繁瑣的日常運(yùn)營(yíng)問(wèn)題。另外，無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度會(huì)受周圍建筑物、電器、溫濕度等因素的影響而不斷變化。傳統(tǒng)的無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗硗ㄟ^(guò)加大信號(hào)發(fā)射功率或增加中繼器以維持網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，其信號(hào)覆蓋范圍成為信號(hào)盲區(qū)，這既浪費(fèi)資源，又不能保證網(wǎng)絡(luò)的快速恢復(fù)。因此需要一種能夠自動(dòng)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題。

燃?xì)獗硎怯?jì)量器具，是收費(fèi)的依據(jù)，與居民利益息息相關(guān)，而網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)良好是表具可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗韽陌惭b使用開(kāi)始就受到各種各樣環(huán)境因素的影響。對(duì)無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗矶?，影響其正常工作的因素可分為外部因素和?nèi)部因素：外部因素是指微波爐、電冰箱、電磁爐等家電設(shè)備以及潮濕、油煙等環(huán)境因素；內(nèi)部因素是指燃?xì)獗肀旧碓骷睦匣?，軟件故障和參?shù)設(shè)置等。諸多因素使得已知和未知的故障伴隨著無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼倪\(yùn)行?；A(chǔ)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作不僅需要排除已發(fā)生故障，還要排除潛在的隱患，做好故障預(yù)防工作。如何減少人力投入進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)維護(hù)的目的，是無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗硪鉀Q的核心問(wèn)題。

現(xiàn)在住宅建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，環(huán)境變化頻繁，為適應(yīng)未知的、時(shí)變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)維護(hù)、最大限度降低故障設(shè)備的影響區(qū)域，系統(tǒng)應(yīng)創(chuàng)新地采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)自維護(hù)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)可以隨處移動(dòng)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可能會(huì)由于電池能量耗盡或其他故障，暫時(shí)退出運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)新節(jié)點(diǎn)也可能由于工作的需要而被添加到網(wǎng)絡(luò)中。這些因素都會(huì)使網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時(shí)發(fā)生變化進(jìn)而影響整個(gè)無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有動(dòng)態(tài)拓?fù)浣M織功能即網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)自維護(hù)功能。系統(tǒng)周期性地自動(dòng)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，能夠隨網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的增減、信號(hào)強(qiáng)弱的變化，及時(shí)搜索到最佳通信路徑，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的免調(diào)試、免維護(hù)、即裝即用、快速組網(wǎng)。

傳統(tǒng)的無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗硪揽刻岣邌伪戆l(fā)射功率實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳輸，系統(tǒng)安裝表具越多網(wǎng)絡(luò)負(fù)載越大，網(wǎng)絡(luò)越不穩(wěn)定。具備動(dòng)態(tài)自維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各個(gè)燃?xì)獗韰f(xié)同工作，系統(tǒng)安裝的表具越多，網(wǎng)絡(luò)路徑越多，網(wǎng)絡(luò)越健壯，而后通過(guò)中繼路由實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是減少了表具的功耗，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，表具多路徑傳輸增強(qiáng)了可靠性。通過(guò)自維護(hù)技術(shù)，各項(xiàng)參數(shù)調(diào)整到最佳狀態(tài)．網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量得到改善。

無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)的組成架構(gòu)是“無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗?reg;采集器®集中器®管理中心”(見(jiàn)圖1)，通信方式采用半雙工通信。在無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)自維護(hù)分為兩個(gè)層次，首先是集中器與采集器之間的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，其次是采集器與無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗碇g的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)自維護(hù)的實(shí)現(xiàn)原理是各設(shè)備設(shè)定唯一的通信識(shí)別碼，集中器周期地發(fā)送網(wǎng)絡(luò)偵聽(tīng)包，偵聽(tīng)無(wú)線信道活動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)(即無(wú)線遠(yuǎn)傳抄表網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中無(wú)數(shù)據(jù)信息傳遞時(shí))，集中器以廣播形式發(fā)起網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航包，用于收集網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備信息，集中器信號(hào)范圍內(nèi)的采集器將網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航包解碼后，提取出信號(hào)源的通信識(shí)別碼、傳輸路徑、中繼級(jí)數(shù)等信息更新到自身的通信鏈表中，并將自身唯一的通信識(shí)別碼和信號(hào)強(qiáng)度等狀態(tài)信息附加到網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航包中回傳給集中器，并刷新集中器與采集器間的通信鏈表。

 

采集器完成與集中器之間的通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)后開(kāi)始對(duì)無(wú)線燃?xì)獗磉M(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。采集器首先采用a信道向無(wú)線燃?xì)獗戆l(fā)起喚醒電磁波，用于喚醒睡眠狀態(tài)的無(wú)線燃?xì)獗恚缓笄袚Q到b信道向無(wú)線燃?xì)獗戆l(fā)送0級(jí)廣播，用于組織無(wú)線燃?xì)獗硗ㄐ怕窂健２杉鞒晒Πl(fā)送喚醒電磁波和0級(jí)廣播后，切換到c信道進(jìn)入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，準(zhǔn)備接收0級(jí)無(wú)線燃?xì)獗砘貍鞯木W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息。無(wú)線燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)被喚醒后立刻切換到b信道進(jìn)入接收狀態(tài)，當(dāng)接收到0級(jí)廣播組網(wǎng)命令后，則定義本級(jí)的無(wú)線燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)為0級(jí)無(wú)線燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)，并存儲(chǔ)自身級(jí)別和上級(jí)節(jié)點(diǎn)地址(每個(gè)節(jié)點(diǎn)只存儲(chǔ)一個(gè)上級(jí)節(jié)點(diǎn)地址，且自身級(jí)別在本次組網(wǎng)中不再改變)。被定級(jí)后的0級(jí)無(wú)線燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)馬上切換到c信道，并向上級(jí)(采集器)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息。0級(jí)無(wú)線燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)上傳過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息后，切換到a信道向下一級(jí)無(wú)線燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)發(fā)送喚醒電磁波，用來(lái)喚醒下一級(jí)無(wú)線燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)，而后切換到b信道發(fā)送l級(jí)廣播組網(wǎng)命令。0級(jí)無(wú)線燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)1級(jí)廣播組網(wǎng)命令后，切換到c信道開(kāi)始接收l(shuí)級(jí)無(wú)線燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)上傳的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而將1級(jí)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)到采集器。1級(jí)燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)上傳過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息后，切換到a信道向下一級(jí)燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)發(fā)送喚醒電磁波，用來(lái)喚醒下一級(jí)無(wú)線燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)，而后切換到b信道發(fā)送2級(jí)廣播組網(wǎng)，組織下級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，以此逐級(jí)類推直至組織N(0≤N≤9)級(jí)燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)，完成采集器與無(wú)線燃?xì)獗黹g的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，采集器刷新此次的組網(wǎng)鏈表，并上傳組網(wǎng)鏈表到集中器，完成全網(wǎng)的自維護(hù)工作。另外，采集器發(fā)送的0級(jí)廣播組網(wǎng)命令中，設(shè)定超時(shí)時(shí)間，該超時(shí)時(shí)間也會(huì)被其他級(jí)別的無(wú)線燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)逐級(jí)廣播轉(zhuǎn)發(fā)，作用是告訴全網(wǎng)的無(wú)線燃?xì)獗砉?jié)點(diǎn)，什么時(shí)候進(jìn)入休眠狀態(tài)，保證無(wú)線燃?xì)獗淼牡凸臓顟B(tài)。

集中器在上次網(wǎng)絡(luò)維護(hù)完畢后，等到網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)仍以廣播形式發(fā)起網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航包傳遞給周圍的采集器，如此循環(huán)下去，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備(采集器、無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗?將會(huì)不斷收到攜帶周圍網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)航包，并不斷刷新自身的通信鏈表，各設(shè)備將會(huì)形成相互間的通信鏈路網(wǎng)，從而自動(dòng)組建成多路徑、交織的通信網(wǎng)絡(luò)。在正常運(yùn)行的狀態(tài)下，設(shè)置集中器的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)時(shí)段對(duì)路徑維護(hù)，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)自維護(hù)的目的。

①無(wú)中心：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有嚴(yán)格的控制中心，所有無(wú)線燃?xì)獗淼匚黄降龋且粋€(gè)對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)加入或離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)，任何節(jié)點(diǎn)的故障不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，具有較強(qiáng)的抗毀性。

②自組織：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)和展開(kāi)無(wú)須依賴于任何預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，節(jié)點(diǎn)通過(guò)分層協(xié)議和分布式算法協(xié)調(diào)各自的行為，節(jié)點(diǎn)開(kāi)機(jī)后就可以快速、自動(dòng)地組成一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。

③節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多：對(duì)于一個(gè)管理區(qū)域的無(wú)線燃?xì)獗韥?lái)說(shuō)，往往有成百上千只。節(jié)點(diǎn)分布非常密集，利用節(jié)點(diǎn)之間相對(duì)關(guān)聯(lián)來(lái)保證系統(tǒng)的冗錯(cuò)性和抗毀性。

無(wú)線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗泶龠M(jìn)了智能遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的發(fā)展，從根本上改變了燃?xì)庀到y(tǒng)的管理模式，極大地提高了管理效率和降低了運(yùn)營(yíng)成本，突出了節(jié)能環(huán)保的主題。智能抄表系統(tǒng)的構(gòu)建與當(dāng)今普及的GPRS網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，使網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)自維護(hù)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，以較少的投入建立遠(yuǎn)程能源監(jiān)測(cè)與管理，保證供能有序、供需平衡，具有重要的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。