[发明专利]基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统及方法，所述系统分为三级，包括采集器Agent，集中器Agent，管理中心Agent三种不同Agent；所述采集器Agent与水表传感器相连，实时采集水表的读数；所述集中器Agent负责管理多个采集器Agent的工作，用于对采集器Agent的数据进行汇总或对采集器下发指令控制其运行状态；所述管理中心Agent管理若干个集中器Agent节点，汇总每个集中器Agent节点的数据，并经由集中器Agent节点将命令下达给隶属其下的采集器Agent。本发明为智慧水务提供基础的物联网感知层，为水务管理提供准确的水务数据，敏捷的随时获取水质等可用所有信息，实现节水和节能目标，更好的管理遍布各处的给排水设施，提升运维管理效率。

技术领域

本发明涉及水表集抄领域，具体涉及一种基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统及方法。

背景技术

微功率无线抄表，从20世纪90年代后期应用到水电行业，在10多年的技术发展中们、经历了星型网、树型网，固定频点格型网传输，到目前已经部分发展到第四代技术，自动跳频、自组网的Ad-Hoc网络数据传输方式。Ad hoc网络应用在抄表行业的关注不多，目前国内余剑探讨了Ad hoc网络协议及其在无线抄表系统中的应用，牛彤欣等设计并实现了基于Ad-hoc网络无线抄表系统，无线通信模块采用的是CC1101，调制方式为GFSK。刘磊等做的居民微功率无线抄表应用方案，基于Ad-hoc网络，无线通信模块调制方式为GFSK。这些研究主要侧重降低节点发送功率，异常节点的检测等，而节点本身的智能性、协调性没有考虑，接收灵敏度不好，抄表速度慢。

目前，国内外的无线水表抄表网络技术有WIFI,HomeRF，蓝牙BLE4.0, Zigbee，GPRS，微功率无线网、低功耗广域网络(LPWAN)。WIFI,HomeRF，蓝牙等在国内水表集抄方面应用不是很多。国际上更多采用的是Zigbee的通信技术。2007年瑞典哥德堡27万居民实现了Zigbee技术的自动抄表系统，而Zigbee的实现成本、低功耗、联盟协议等特点不完全适应国内的需求，在国内几乎没有部署在应用场合。基于GPRS抄表技术的方案国内很多，应用也比较广泛，会局限在运营商的基站和流量费用等方面。微功率无线网国内水表抄收应用很多，相关文献也很多，像李东的基于si4432的无线自组网抄表系统设计、熊邦毛的基于433M路由算法在抄表系统中的应用与研究等等，主要采用FSK，GFSK两种调制方式。随着物联网的兴起，低功耗广域网络(LPWAN) 应运而生，NB-IoT、LoRa是里面的佼佼者。NB-IoT目前没有商业化，国内研究热度很高。LoRa网络已经在国外多地进行试点或部署，但Lora在国内应用较少，在水表集抄方面更少，国内相关文献只有王瑞的基于SX1278的水表端无线抄表控制器。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统及方法，为智慧水务提供基础的物联网感知层，为水务管理提供准确的水务数据，敏捷的随时获取水质等可用信息，实现节水和节能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统，所述系统分为三级，包括采集器Agent，集中器Agent，管理中心Agent三种不同Agent；所述采集器Agent与水表传感器相连，实时采集水表的读数；所述集中器Agent负责管理多个采集器Agent的工作，用于对采集器Agent的数据进行汇总或对采集器下发指令控制其运行状态；所述管理中心Agent管理若干个集中器Agent节点，汇总每个集中器Agent节点的数据，并经由集中器Agent节点将命令下达给隶属其下的采集器Agent。

进一步的，所述集中器Agent与其管理的若干采集器Agent之间组成Ad hoc网络，网络内的任何节点都可以为其他节点作为路由转发报文。

进一步的，所述Ad hoc网络协议基于按需协议设计，包括四种基本报文：集中器Agent广播报文，路由请求广播报文，路由响应广播报文，路由错误报文