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基于机顶盒的燃气表无线抄表系统终端节点的软硬件设计

宋和平  
【摘要】:在科技的推动下,人民的生活有了显著性的提高,燃气表作为与人民的生活息息相关的设备,已经越来越受到人们的关注,传统手工抄表、IC卡抄表方式已经不能满足社会的需要,无线燃气表抄表方式已经越来越受到青睐,也是各地燃气公司大力推广的技术之一。 机顶盒作为新时代的产物,已经在城市居民和农村居民中达到普遍使用的程度,人们已经不能满足于传统的当地节目,纷纷采用机顶盒来接收数字电视节目,机顶盒受到广大用户的青睐,而且随着人们日益增长的需求,机顶盒的功能也越来越多,机顶盒的对外接口也在不断增加,人民群众对电视节目的喜爱推动了机顶盒的发展,相应的也推动了机顶盒相关设备的发展,前景良好。 在燃气表系统与机顶盒这两个民众都很青睐的领域,本文提出基于机顶盒的无线燃气表系统,将机顶盒与无线燃气表相结合,虽然无线燃气表的概念已经不是新概念,但是与机顶盒相结合的无线燃气表比较少见,目前国内属于全新概念,体现了智能家居的思想。本文基于“有线电视网络的家庭安防、抄表及能耗分析系统应用开发及示范项目”,该项目正在申请吉林省物联网产业示范工程重点项目,本文是该项目初期工作的重点部分,该项目将于2013年底完成。 本文提出的基于机顶盒的无线燃气表系统的结构包含如下几部分:燃气表节点、协调器节点、机顶盒、数据服务器、燃气公司营业平台。协调器节点与燃气表节点共同组成终端节点。工作原理简单的概括如下:燃气表节点与用户燃气表相连,协调器节点与用户的机顶盒相连,燃气表节点定期采集燃气表流量、阀门状态、电池电量等信息,将其无线发送给协调器节点,协调器经过简单处理后,经过串口传给机顶盒,机顶盒将数据封装,通过有线电视网传给数据服务器,数据服务器通过互联网传给燃气公司营业平台。而燃气公司如果想要对用户的燃气表进行抄表,或者控制,只需要按照上述过程的逆过程进行即可。终端节点不仅包含信息的采集与发送,还包括对异常事件的处理,保证了用户与燃气公司的利益。 本文对项目中的抄表部分的重要部分:无线燃气表抄表系统终端节点的软硬件设计、终端节点的组网进行了深入研究。终端节点包含燃气表节点和协调器节点,自主设计了终端节点的硬件部分的电路以及完成了相关软件部分的设计,在美国TI公司提供的TI-MAC协议栈的基础上,进行了相应的修改,完成了终端节点星形组网。本文给出了终端节点硬件电路的详细设计,终端节点的软件部分也给出了详细的设计流程,对修改后的协议栈的工作流程与组网过程进行了详细说明,通过无线监控软件对终端节点组网过程以及通信过程进行了分析,并进行了必要的测试。


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