基于多Agent构建的Adhoc网络水表集抄系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于多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。本发明专利技术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。提升运维管理效率。提升运维管理效率。

【技术实现步骤摘要】
基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统及方法


[0001]本专利技术涉及水表集抄领域，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。

技术介绍

[0002]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
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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
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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
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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。
[0003]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
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IoT、LoRa是里面的佼佼者。NB
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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。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术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。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：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。
[0006]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。
[0007]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，路由错误报文进一步的，所述集中器Agent与其管理的若干采集器Agent之间还具有感知网络拓扑，并决定数据发送路径的能力。
[0008]进一步的，所述采集器Agent包括PIC单片机，电源模块、LoRa无线通信模组、FMCOS
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SE安全模块，脉冲计量传感器模块；所述PIC单片机与LoRa无线通信模组、FMCOS
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SE安全模块，脉冲计量传感器模块分别连接；所述电源模块与Agent包括PIC单片机，LoRa无线通信模组、FMCOS
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SE安全模块分别连接。
[0009]进一步的，所述集中器Agent包括主板模块、LoRa无线通信模组、4G通信模块、电源模块和FMCOS
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SE安全模块；所述主板模块与LoRa无线通信模组、4G通信模块、FMCOS
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SE安全模块分别连接；所述电源模块与主板模块与LoRa无线通信模组、4G通信模块分别连接。
[0010]一种基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统的多Agent网络的组建方法，包括以下步骤：步骤1：未入网的集中器Agent主动向集中器Agent发起入网请求；步骤2：请求直接到达集中器节点或是经由网络中多个节点路由到达集中器Agent；步骤3：集中器Agent在确认入网请求后，对其下发基本系统参数；步骤4：采集器Agent在收到系统基本参数后，将更新自身节点的配置，并对集中器做出响应，完成入网；步骤5：集中器Agent在首次启动时接入管理中心Agent进行注册并获取系统配置。
[0011]进一步的，所述基本系统参数包括分配给该节点发起数据上传的时间点以及间隔。
[0012]一种基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统的多Agent间通信协调方法，包括以下步骤：步骤1：采集器Agent以入网时确定的上传时间点为基准，按照确定的时间间隔向集中器Agent上传数据；步骤2：集中器Agent将采集器Agent传来的数据缓存在本地存储中；步骤3：集中器Agent对管理中心Agent发送通信请求；步骤4：管理中心Agent在收到集中器Agent的请求时，会检查任务队列中是否有未指派给该Agent的任务；如果有，则在响应中下发相应的任务；步骤5：集中器Agent在接收到任务时，会主动联系实际应执行该任务的采集器Agent节点，下达任务。
[0013]进一步的，所述集中器Agent与管理中心Agent间的通信有实时与非实时两种模式；在实时模式下，集中器Agent在收到采集器Agent发来的数据或满足一定时间间隔时会立即发起与管理中心的通信，将数据提交给管理中心；在非实时模式下，集中器Agent仅以固定的时间间隔发起通信。
[0014]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术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。
附图说明
[0015]图1是本专利技术系统示意图；图2是本专利技术一实施例中采集器Agent结构示意图；图3是本专利技术一实施例中集中器Agent结构示意图；图4是本专利技术一实施例中安全模块结构示意图；图5是本专利技术一实施例中多Agent间通信协调流程示意图；图6是本专利技术一实施例中地址广播方式示意图；图7是本专利技术一实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统，其特征在于，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。4.根据权利要求1所述的基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统，其特征在于，所述集中器Agent与其管理的若干采集器Agent之间还具有感知网络拓扑，并决定数据发送路径的能力。5.根据权利要求1所述的基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统，其特征在于，所述采集器Agent包括PIC单片机，电源模块、LoRa无线通信模组、FMCOS
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SE安全模块，脉冲计量传感器模块；所述PIC单片机与LoRa无线通信模组、FMCOS
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SE安全模块，脉冲计量传感器模块分别连接；所述电源模块与Agent包括PIC单片机，LoRa无线通信模组、FMCOS
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SE安全模块分别连接。6.根据权利要求1所述的基于多Agent构建的Ad hoc网络水表集抄系统，其特征在于，所述集中器Agent包括主板模块、LoRa无线通信模组、4G通信模块、电源模块和FMCOS
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SE安全模块；所述主板模...

【专利技术属性】
技术研发人员：武永华，羊富贵，张浩，张禹，颜峰坡，
申请(专利权)人：福建江夏学院，
类型：发明
国别省市：