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传统的抄表系统存在布线难、实时性差、准确率低、传输效果不理想等问题,浪费人力、物力,给抄表人员带来了很大的麻烦,为了解决这个问题提出远程、集中、实时抄送系统的新课题。
ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率以及低成本的无线网络技术。它依据802.15.4标准,在数千个微小的传感器之间相互协调通信,因此ZigBee技术在用户计量仪表组网,建立无线自动抄表系统的应用中,具有很好的市场前景。而GPRS无线网络技术,由于无需布线,并且不受距离、时间的限制,在集中器向PC机传输数据时也发挥很大的作用,本论文结合ZigBee和GPRS来研究一种新型的无线抄表系统,可以有效解决数据的自动采集和数据的无线远传的问题,也方便了抄表中心对电表数据的采集,提高了自动化水平。
本文根据无线抄表系统各模块功能的不同,将无线抄表的终端分成采集器、中继器以及集中器三部分来设计。采集器、中继器以及集中器的ZigBee收发模块都是以CC2430为核心通过外围扩展模块展开工作的,三个部分共同组成网状ZigBee网络,完成对表数据的采集传送与汇总。论文中,对ZigBee技术原理、ZigBee协议各层、ZigBee组网以及服务原语进行了较为全面的介绍。集中器作为外界访问ZigBee网络的网关,是抄表系统终端的核心单元。此外考虑到集中器数据量比较大与抄表方式的升级更新,集中器模块还专门设计了存储器电路。在分析协议栈的基础上,设计了无线抄表系统的组网方案,给出了数据采集器、中继器和楼宇集中器的网络流程,软件以IAR Embedded Workbench为系统软件开发平台,进行了C语言编程,结合zigBee协议栈,通过应用程序的设计,使无线通信模块分别具备了协调器、路由器和采集终端的功能,并进行了网状网络的组网。利用了设计完成的硬件资源,抄表数据协议和各终端模块测试程序,测试了抄表系统的整体功能,结果表明可实现网络的组建,电表数据的采集及远程传输等功能,达到终端设计要求。
最后对论文工作作出系统的总结,并指出今后的努力方向。