本发明专利技术属于建筑供暖测控技术领域，具体涉及了一种面向集中供暖分户计量的基于无线方式的温度采集方法及其装置，该方法包括参数设置与系统部署；测定信号穿透力；建立主干路由；建立支路路由；支路路由节点角色设置；簇内节点分配与测试；簇内温度采集；温度数据的上报等步骤。本发明专利技术提出了结合采集节点位置信息的楼层优先分层路由组网方法，提高了低速率环境下的组网速度；提出了以簇为单位的温度采集和上传机制，同时引入将温差数据与位图标识相结合的方法，有效降低了传输数据量，进而提高了数据传输可靠性和效率。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于建筑供暖测控
，具体涉及了一种面向集中供暖分户计量的基于无线方式的温度采集方法及其装置，该方法包括参数设置与系统部署；测定信号穿透力；建立主干路由；建立支路路由；支路路由节点角色设置；簇内节点分配与测试；簇内温度采集；温度数据的上报等步骤。本专利技术提出了结合采集节点位置信息的楼层优先分层路由组网方法，提高了低速率环境下的组网速度；提出了以簇为单位的温度采集和上传机制，同时引入将温差数据与位图标识相结合的方法，有效降低了传输数据量，进而提高了数据传输可靠性和效率。【专利说明】面向集中供暖分户计量的无线温度采集方法及其装置
本专利技术属于建筑供暖测控
，具体涉及了一种面向集中供暖分户计量的基于无线方式的温度采集方法及其装置。
技术介绍
随着我国建筑面积的不断增大，供热应用的需求也不断扩大，因此对供热控制系统的研究和改进是十分迫切。传统的集中供暖分户计量方式采用的面积分摊法，即整个楼栋安装一个热表用于采集整个楼栋的热消耗，在此基础上按面积分摊给各个住户，然而由于各个住户的房间位置、朝向不同，各住户虽然按统一标准缴费，却享受到不同的室内温度，即出现了“等费用不等舒适度”的现象。为此，近年来，一种基于温度的分户热计量方式正悄然兴起，以此方式来实现“等舒适度等费用”的计量目标，受到广大热用户的欢迎。然而，如何采集各住户的实际温度便成了系统实现的关键。专利201010588876.4提出了一种基于有线的温度采集方法，而专利201010161073.0则提出了一种基于Zigbee无线自组网和GPRS的无线热能采集方法。考虑到安装实际，基于无线方式的温度采集系统更容易被热用户所接受。然而，在实际应用中，在国家允许的功率范围内，Zigbee方式由于其传输频率较高，传输带宽较大，信号穿透力则难于满足不同住户的自动组网需求。为此，一种以470M为传输频率的无线传输方式正逐步在无线抄表和集中供暖分户计量领域使用，同时，为了使其具有较高的信号穿透力、较强的自组网能力，往往会将降低其传输带，例如将其设置为9600bps，甚至更低，这必将致使其自组网速度和数据传输速度下降，甚至难以保证实际的时间需求。虽然，目前一些典型的无线自组网协议，例如LEACH路由协议等，考虑了分层路由和数据融合的机制，然而面对较低的传输带宽时仍然难于满足实际需求。因此，自组网和数据传输速度与传输带宽之间的矛盾依然是基于470M无线温度采集系统所面临的问题。
技术实现思路
针对现有技术的自组网和数据传输速度与传输带宽之间的矛盾，本专利技术提出了一种结合采集节点位置信息的分层路由组网方法和数据融合机制，提高了系统在低传输带宽下的自组网速度和数据上报速度，较好地满足了住宅用户集中供暖分户计量中的实际应用需求。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提出了一种面向集中供暖分户计量的无线温度采集方法，包括如下步骤:(I)参数设置与系统部署:设置被部署楼栋的单元数U、楼层数F和指定单元指定楼层的最大住户数H ;部署楼栋协调器C(u，f, h)，即表示第u单元，f楼层，最邻近的住户门牌号h，其所管辖单元范围为Umin..umax，管辖楼层范围为fB()tt()m..fT()p ;部署采集节点信息A，即表示第i单元，第j楼层的第k住户，i的取值范围为1...U，j取值范围为1...F，k取值范围为1...H，当第i单元，第j层的第k住户已经安装了采集节点后，A的值为该采集节点的ID号，否则其值为空；(2)测定信号穿透力:由楼栋协调器C(u，f, h)分别对采集节点A进行连通性测试，j的取值为O至fT()p-f,直至C (u, f, h)到A采集节点不连通或j的取值为fT()P-f为止，由公式(I)得到信号穿透力TC ；【权利要求】1.一种面向集中供暖分户计量的无线温度采集方法，其特征在于包括以下步骤: (O参数设置与系统部署:设置被部署楼栋的单元数U、楼层数F和指定单元指定楼层的最大住户数H ;部署楼栋协调器C(u，f, h)，即表示第u单元，f楼层，最邻近的住户门牌号h，其所管辖单元范围为umin..Umax,管辖楼层范围为fB(rtt(M..fTop ;部署采集节点信息A，即表示第i单元，第j楼层的第k住户，i的取值范围为1...U，j取值范围为1...F，k取值范围为1...H，当第i单元，第j层的第k住户已经安装了采集节点后，A的值为该采集节点的ID号，否则其值为空； (2)测定信号穿透力:由楼栋协调器C(u，f，h)分别对采集节点A进行连通性测试，j的取值为O至fT()p-f，直至C(u，f, h)到A采集节点不连通或j的取值为fTQP-f为止，由公式(I)得到信号穿透力TC ； 2.如权利要求1所述的面向集中供暖分户计量的无线温度采集方法，其特征在于，在步骤￠)中还包括失缺节点的发现:对于在步骤￠)中没有发现和分配的采集节点，由楼栋协调器C(u，f，h)根据其位置关系，由其邻近的其他簇节点再次对其进行连通性测试，如果测试成功则将其分配到该簇节点，并将添加的簇内节点信息上报给其所在的楼栋协调器C(u, f, h) ο3.如权利要求2所述的面向集中供暖分户计量的无线温度采集方法，其特征在于，还包括步骤(9)路由维护:在所述步骤(7)和(8)的温度采集过程中，如果存在簇内节点的温度采集连续失败次数大于ThMax，则对该簇内节点按失缺节点处理；如果存在簇节点的温度采集连续失败次数大于ThMax，则按步骤(4)至(6)对该簇节点所在的支路重新进行支路路由建立。4.如权利要求1所述的面向集中供暖分户计量的无线温度采集方法，其特征在于，两采集节点之间连通性的测试方法为源节点向目标节点发送测试数据包，如果源节点能收到目标节点的返回确认包，然后按公式(2)评判其链路质量LQ，当链路质量LQ小于阈值THuj时判断为不连通，否则为连通；如果源节点没能收到目标节点的返回确认包，则链路质量LO设置为O ;其中公式⑵中的RSSlsmt为发送包的RSSI，而RSSI_iTC为返回包的RSSI， 5.如权利要求1所述的面向集中供暖分户计量的无线温度采集方法，其特征在于，所述步骤(3)建立主干路由BR包括以下步骤: (3.1)楼栋协调器C(u，f, h)从楼层fmin..ffflax中选择一层fk，对该层所属的采集节点A发送测试包，其中u为该楼栋协调器C(u，f，h)安装位置的单元号，选中一个链路质量LQ最好的采集节点A作为路由节点，不妨将其表示为Rtl ;其中fmin和fmax可设为 6.如权利要求1所述的面向集中供暖分户计量的无线温度采集方法，其特征在于，所述步骤(4)建立支路路由包括以下步骤: (4.1)依次选择主干路由BR中的各路由节点BR，不妨设其为A，在采集节点集A中按路由步长Skpi进行支路路由SR的建立； (4.2)将 Stepi 初始化为 TC，依次对 A, 7.如权利要求3所述的面向集中供暖分户计量的无线温度采集方法，其特征在于，所述温度采集连续失败次数大于ThMax中的ThMax值优选为2?5。8.如权利要求1所述的面向集中供暖分户计量的无线温度采集装置，其特征在于，包括中心服务器、楼栋协调器、采集节点和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种面向集中供暖分户计量的无线温度采集方法，其特征在于包括以下步骤：（1）参数设置与系统部署：设置被部署楼栋的单元数U、楼层数F和指定单元指定楼层的最大住户数H；部署楼栋协调器C(u,f,h)，即表示第u单元，f楼层，最邻近的住户门牌号h，其所管辖单元范围为umin..umax,管辖楼层范围为fBottom..fTop；部署采集节点信息A[i,j,k]，即表示第i单元，第j楼层的第k住户，i的取值范围为1...U，j取值范围为1...F，k取值范围为1...H，当第i单元，第j层的第k住户已经安装了采集节点后，A[i,j,k]的值为该采集节点的ID号，否则其值为空；（2）测定信号穿透力：由楼栋协调器C(u,f,h)分别对采集节点A[u,f+j,h]进行连通性测试，j的取值为0至fTop?f，直至C(u,f,h)到A[u,f+j,h]采集节点不连通或j的取值为fTop?f为止，由公式（1）得到信号穿透力TC；（3）建立主干路由BR：楼栋协调器C(u,f,h)按楼层优先的方法建立主干路由BR；通过主干路由BR实现同一楼栋协调器C(u,f,h)管辖的不同单元和不同住户之间的连通，其中BR[i]表示第i个充当主干路由节点的采集节点；（4）建立支路路由：对主干路由BR中的各路由节点BR[i]，分别以它们为源节点，根据信号穿透力TC，在楼栋协调器C(u,f,h)所管辖的楼层之间选择若干采集节点建立支路路由SR[i]，其中SR[i][0]表示路由节点BR[i]上半部分的支路路由，SR[i][1]表示路由节点BR[i]下半部分的支路路由，SR[i][0][k]表示路由节点BR[i]上半部分的支路路由中的第k个支路路由节点，SR[i][1][k]表示路由节点BR[i]下半部分的支路路由中第k个支路路由节点，并保存各支路路由步长Stepi；（5）支路路由节点角色设置：对于每条支路路由SR[i]，将其中SR[i][0][2*j]和SR[i][1][2*k]路由节点设置为簇节点，SR[i][0][2*j+1]和SR[i][1][2*k+1]路由节点设置为中继节点，其中jBR表示主干路由节点BR[i]所在的楼层；（6）簇内节点分配与测试：对于支路路由SR[i]中的每个簇节点，不妨将其表述为A[i,j,k]，以该节点为源节点对A[i,j?Stepi+1..j+Stepi,k]中各节点测试其连通性；对于不连通节点再以中继节点A[i,j+Stepi,k]为源节点测试其连通性；将所有连通节点确认为簇节点A[i,j,k]的簇内节点，在簇节点A[i,j,k]中保存其ID，并依次进行簇内编号，簇节点A[i,j,k]的簇内编号为0，并由簇节点A[i,j,k]将其簇内节点信息上报给楼栋协调器C(u,f,h)；（7）簇内温度采集：由楼栋协调器C(u,f,h)依次向各簇节点单播温度采集指令，由簇节 点向其簇内节点广播温度采集指令，具有中继节点角色的簇内节点收到簇节点的广播指令后，再次广播转发该指令；各簇内节点接收到该广播指令后延时(No+1)*VT时间，再向簇节点单播回复其温度数据；当具有中继节点角色的簇内节点收到该温度数据包后，再次向簇节点单播转发该数据报；其中No为该簇内节点的簇内编号，VT根据网络所采用的实际传输速率设定；(8)温度数据的上报：簇节点收到各簇内节点的温度数据后，按如下数据包格式进行融合后上报：数据包=f簇号，温度项个数n，位图，温度数据1，．．，温度数据n}其中温度项个数n表示后面所跟的温度数据个数，位图表示所传的温度数据是簇内哪些节点的温度数据。FDA00003392941400013.jpg,FDA00003392941400011.jpg,FDA00003392941400012.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，王以昌，潘雨青，金红，周浪，杨帆，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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