摘　要：介绍基于具有中继功能的无线远传燃气表的无线远传抄表系统结构，采用自动路由结合动态路径的方法，解决了无线远传抄表系统通信距离短的问题。

关键词：无线远传抄表系统  智能网络燃气表  中继功能  自动路由  动态路径  通

信距离

Way for Extending Communication Distance of Wireless Remote Meter Reading System

Abstract：The structure of wireless remote meter reading system of wireless remote gas meter with relay function is introduced．The problem of short communication distance of wireless remote meter reading system is solved by automatic routing combined with dynamic path．

Key words：wireless remote meter reading system；intelligent network gas meter；relay function；automatie routin9；dynamic path；communication distance

1　概述

随着我国城镇燃气事业的迅速发展，传统人工入户抄表的局限性日益突出，如入户难、效率低、用户恶意欠费难以解决等。随着技术的发展，出现了IC卡燃气表、有线远传燃气表、短信燃气表、无线远传燃气表等新型智能燃气表。无线远传燃气表存在的最大问题是无线信号的传输距离短，往往使用手持采集器上门抄表，仍然避免不了人工上门的过程。与其他智能燃气表相比，无线远传燃气表为抄表提供了更加理想的解决方案^[1-3]。鉴于无线远传燃气表存在的问题，笔者提出一种配置智能网络燃气表(具有中继功能的无线远传燃气表)的无线远传抄表系统，以延长无线远传抄表系统的通信距离。

2　系统结构及原理

配置智能网络燃气表的无线远传抄表系统结构见图l。无线远传抄表系统包括智能网络燃气表、采集器、集中器、数据中心等。

①智能网络燃气表

智能网络燃气表配置了电子模块(由射频模块、读数转换器等组成)，电子模块不仅用于数据的采集、传输，还可作为中继点，从而延长了无线通信距离。智能网络燃气表内置了电动阀门，在特定情况下可实现自动关闭阀门，如燃气泄漏、电子模块电压不足时。对于欠费用户，数据中心经集中器、采集器对欠费用户的智能网络燃气表下发关阀指令，电子模块接收指令后可实现关阀动作，待欠费用户缴纳费用后再开启阀门。

②采集器

采集器的主要任务是通过无线射频模块转发集中器与智能网络燃气表间的通信数据：a．采集下属各个智能网络燃气表的数据，并且将数据上传至集中器，1台采集器可管辖250只智能网络燃气表。b．将集中器下发的指令(如关阀指令)下发至下属的智能网络燃气表。

③集中器

集中器配置了GPRS模块、无线射频模块，GPRS模块通过Internet与数据中心进行通信，无线射频模块负责与下属各个采集器的通信。集中器接收来自数据中心的指令，下发至下属各采集器，并收集各采集器上传的数据最终上传至数据中心。

④数据中心

燃气公司管理人员通过数据中心对集中器发出指令，对智能网络燃气表进行远程控制，并实时监控智能网络燃气表的运行情况。负责燃气用户信息的管理，实现智能网络燃气表上传数据的储存、费用计算、故障显示、信息分析等各种管理功能。

3　关键技术

智能网络燃气表与采集器之间的通信采用了燃气表间互为中继点的方法。传统的无线远传燃气表一般采用点对点的通信方式，还有一部分采用带路径的表间传输，但基本上采用固定路径。固定路径必须在燃气表安装完成后，人工生成路径，这无疑给燃气公司带来很大的工作量。而智能网络燃气表采用了“自动路由”方案，即在智能网络燃气表安装完成以后，每个智能网络燃气表自动搜索周围可联通的智能网络燃气表，然后自动生成路由。

在实际环境中无线信号易受到外界环境的影响，如城市无线电波、建筑围护结构等。因此，在实际应用中并不能保证每个燃气表每次均能把数据上传至采集器，也不能保证采集器每次下发的指令准确无误地到达燃气表。信息在传输中均可能出现断路，甚至前一次使用过的通路当前时刻成为断路。当出现这种情况时，配置智能网络燃气表的无线远传抄表系统会判断通断隋况，然后生成新的路径，这种技术被称为“动态路径”。

①  自动路由

在智能网络燃气表安装成功后，智能网络燃气表搜索周围可以与其进行可靠通信的其他智能网络燃气表，然后将这些智能网络燃气表的ID储存在数据中心中，形成路由表。路由表借鉴了地图投递包裹的思想，当网络上的一个节点需要发送数据给网络上的另一个节点(目标节点)时，就必须知道把数据发送到何处，并且要知道通过什么路径把数据发到目标节点。在实际应用中，采集器往往不能直接连接到目标燃气表，通常需要找到一条路径与目标燃气表进行连接，路由表就储存着这些路径信息，就像地图一样，为实现采集器与目标燃气表的连接提供路径信息。由以上分析可知，采用自动路由的方法，理论上目标燃气表只要能与其相邻的任意一只燃气表联通，则目标燃气表便可与采集器形成通路，极大地延长了通信距离。

路由表是在智能网络燃气表安装后，由数据中心通过指令自动生成的。该指令让每只智能网络燃气表以及采集器搜索周围的可联通节点，并将这些可联通节点储存到路由表中，最终生成每只智能网络燃气表到采集器的路由。

②动态路径

动态路径是指当采集器对某只智能网络燃气表发送指令不通时，选择一条新路径的方法。现有的大部分无线远传燃气表采用固定路径的方法，当其中一只燃气表出现问题时将出现断路情况，因此固定路径方法的可靠性不高。动态路径的方法是在一条路径不通时，配置了智能网络燃气表的无线远传抄表系统将自动搜索一条新的路径，这是基于路由表的一种搜索。搜索过程是在数据中心或采集器内部进行运算(运算采用广度优先搜索算法)完成，不

涉及硬件的无线通信，因此搜索一条新路径的时间通常为ms级。

4　结语

智能网络燃气表能够有效解决燃气公司抄表中遇到的诸多问题，节省了大量人力物力。燃气公司可对燃气表进行实时监控，对恶意欠费的用户可以实施远程关阀。自动路由、动态路径技术能够真正实现数据实时准确地远距离传输。

参考文献：

[1]高立鸿，沈晓东，程喜兵．燃气远传抄表系统设备技术要求与安装方法[J]．煤气与热力，2013，33(1)：B24-B27．

[2]李建霞，倪建华，胡莹昭．直读式远传燃气表集中抄表系统的研究[J]．煤气与热力，2011，31(10)：Bl7-B19．

[3]杨建华，冯海鹏．远传抄表技术的应用现状和发展趋势[J]．煤气与热力，2008，28(11)：B40-B43．

本文作者：陈联国

作者单位：平顶山燃气有限责任公司