無線電力抄表系統的傳輸中繼站設計
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中繼節點模塊構成包括控制模塊、無線RF模塊、電源模塊、通信單元等。控制模塊根據定義的路由協議處理收發的數據，并根據控制命令控制其他模塊的行為；電源模塊為整個節點提供電源；無線RF模塊實現對電表數據的遠程收發，以及對數據的校驗和檢錯等；通信單元主要是利用串口與計算機的通信，方便調試階段的數據讀取及進行時效性和可靠性分析。狀態指示單元指示了數據收發狀態，可以根據此狀態判斷數據收發是否成功，判斷系統是否空閑。無線節點電路原理圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.cqxgywz.com/article/201809/388661.htm
CC1110是一款真正的SoC(片上系統)解決方案。該芯片采用Chipcon公司的Smart RF 04技術，以0．18μmCMOS工藝制成，擁有豐富的外圍接口，只需極少的外部元件就可以構成性能穩定且功耗較低的SoC。此芯片采用433 MHz的頻率進行數據收發，通信簡單，功耗低、成本低，加上超高頻通信的穩定性高、容量高、傳輸能力強等特點，在控制領域，尤其在無線自動抄表通信設備中被廣泛使用。
中繼器與電表的通信接口采用12引腳接口，如圖4所示。通過MCU的控制，利用串口與智能電表進行通信。當收到來自集中器的抄表命令時，立即從智能電表中讀取數據。
3 無線中繼節點的軟件設計
無線抄表網絡具有如下特點：
①節點靜止。電表安裝后相對固定，減少了路由開銷，不會因為節點的頻繁移動造成路由變化。
②多到一路由(多個節點到一個節點的路由)。網絡全部通過集中器向系統主站上報數據，集中器可被視為匯聚節點，由于匯聚集節點相同，因此可以合并多個路由發現的過程。
③節點功率不受限制。無線節點電源由智能電表提供，相比電池供電而言，不必擔心某個節點負載過重造成的用電量不均衡而要經常更換電池的問題。
3．1 通信協議
現有的自組網絡通常分為表驅動路由協議和按需路由協議。在路由建立階段，表驅動路由協議時延小，但路由開銷大；按需路由協議時延大，但路由開銷小。考慮到無線電力抄表網絡存在的這些特點，綜合比較幾種路由協議，ZigBee、DSR、AODV等且以節約成本為目標，在保證系統性能的前提下，選擇按需路由協議。通過改進DSR路由協議，更好地服務于無線抄表系統。集中器負責網絡的建立和維護，同時通過無線節點，按照改進的路由協議實現智能電表與集中器之間的數據傳輸與中繼。
協議棧結構如圖5所示。物理層主要完成頻率偏移補償、數據白化、FEC／交織以及CRC等功能。MAC層的主要作用是組建網絡，提供信道接入機制，并為兩個通信實體提供可靠地連接。其MAC幀類型包括路由幀、數據幀、路由維護幀，如圖6所示。網絡層主要實現網絡的建立和維護，并通過定義的算法轉發幀。應用層由用戶自定義。
3．2 組網過程
改進的路由協議是根據無線網絡的特點設計的自組網協議，協議延用了DSR源路由方式，每個分組都包含了源地址到目的節點的完整路由，中間節點根據路由信息進行轉發。路由協議包括路由發現過程和路由維護過程。
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