ZIGBEE电力无线抄表系统

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基于ZigBee技术的无线自动抄表系统

基于ZigBee技术的无线自动抄表系统ZigBee 是一个最近新出现的无线通信技术,在家用系统控制、楼宇自动化、工业监控领域具有广阔的市场空间。

ZigBee 的物理层和数据链路层由IEEE 802.15.4 工作组制定,高层(网络层、数据安全性及互边互通应用)由ZigBee 联盟负责。

蓝牙、WLAN 技术,由于协议复杂、成本高、耗电等,在上述应用领域中的推广应用遇到较大的困难。

ZigBee 技术在户用计量仪表组网,建立无线自动抄表系统,具有很好的市场前景,但是还有很多具有挑战性的问题需要解决。

其中包括电源问题、各层协议的节能机制、自组织自适应网络组网等问题。

本文将在亲身参加户用计量仪表开发研究的基础上,参考国外许多专家学者提出的一些协议,对该问题进行进一步的研究。

本文通过比较传统人工抄表、IC 卡预付费表、有线抄表系统及无线抄表系统的优缺点,认为无线抄表系统以其技术先进、易于实现、传输速率高、可靠性高、成本造价低、易于普及等特点,将成为未来发展的趋势。

作者对无线局域网(WLAN)、GSM/GPRS、蓝牙技术、WirelessUSB LR 技术等无线通信技术作了分析,得出了ZigBee 技术具有协议简单、成本低、功耗小、组网容易等优点,最适合应用于无线自动抄表系统的结论。

作者还研究了ZigBee 技术的基本原理,深入分析了物理层、媒体访问控制层、网络层、应用层等各层协议。

给出了无线自动抄表系统的结构框图、各部分在系统中的功能以及户用计量仪表的原理框图、基本电路图、主要硬件选型,研究了各种自动抄表系统的组网技术,提出一种实用的组网方案。

由于无线自动抄表系统中的仪表要依靠自身携带的电池供电,寿命需达数年且更换不方便,因此选用合适的内置电池显得至关重要。

锂-亚硫酰氯电池以其极低的自放电、较大的容量、出色的高低温性能,完全能够满足户用计量仪表长期使用的要求。

本文研究了锂电池有关技术及选型注意项,对长期困扰设计者的锂亚硫酰氯电池的“电压滞后”问题作了深入研究,通过大量试验比较了几种解决方案的优劣。

基于ZigBee的电能无线抄表系统的设计

关键词：ZigBee技术；无线抄表；GPRS；智能电表
中图分类号：TN92
文献标识码：A
文章编号：2095-1302（2015）11-0026-02
0引言随着无线通信技术和计算机网络技术的发展，特别是智
能电网国家战略的推进，基于无线传输的自动抄表方式已逐步成为电能抄表的主要发展趋势。目前，无线自动抄表系统有基于 GSM、GPRS 和红外线、蓝牙、ZigBee 技术等无线通讯手段，建立在 IEEE802.15.4 无线通信标准上的 ZigBee 技术，使用国际通用免费频段，具有自组织网、开发使用简单、功耗成本低、网络容量大、可靠性高等特点 [1]。本文设计了一种基于嵌入式技术、ZigBee 技术和 GPRS 技术的电能无线自动抄表系统，并采用低成本低功耗的 ZigBee 芯片 CC2530 完成抄表功能。 1 系统总体设计方案
集抄中心 GPRS网络
数据集中器
ZigBee采集器l … ZigBee网络
ZigBee 网络 ZigBee采集器 …
ZigBee网络
ZigBee采集器 ZigBee网络
智
智
能
能
电
电
表
表
智
智
能
能
电
电
表
表
智
智
能
能电Leabharlann 电表表l l l
图 1 基于 ZigBee 的电能无线抄表系统原理图
LCD显示电路
电流采样电压采样
数据集中器软件设计流程如图 6 所示。
本系统智能电表主要由 CC2530 主控芯片、RN8209 电能
———————————————— 收稿日期：2015-10-14
２６物联网技术２０１５年／第１１期

ZigBee无线网络技术在抄表系统中的应用

修改稿收到日期:2008-06-02。

第一作者郭丹,女,1974年生,2003年毕业于辽宁石油化工大学控制理论与控制工程专业,获硕士学位,讲师;主要从事先进控制工业网络等方向的研究。

Zig Bee 无线网络技术在抄表系统中的应用App lica ti o n o f Zi gB e e W ire le s s N e t w o rk Te chno l o gy i n M e te r Re ad i ng Sys tem郭　丹　李俊芳(天津理工大学自动化学院,天津　300191)摘　要:简单分析了现有自动抄表技术存在的问题,介绍了Zig Bee 技术的特点和优势,将Zig Bee 技术应用于自动抄表系统,提出了无线网络抄表系统方案。

该方案利用TI 公司的低功耗单片机MSP430F147作为核心处理器,使用Chipcon 公司的射频芯片CC2420实现了数据无线收发通信。

论述了系统的构成和工作原理,阐明了系统的硬件电路和软件设计。

实践表明,把低成本、低功耗的无线Zig 2Bee 技术应用于自动抄表系统,提高了系统应用的灵活性,同时也减少了抄表系统现场布线带来的各种问题。

关键词:Zig Bee 自动抄表　无线网络　射频芯片　CC2420　MSP430F147中图分类号:TP29 文献标志码:AAbstract:The existing problem s in aut omatic meter reading technology are analyzed .The features and superiority of Zig Bee technol ogy are intr o 2duced briefly;and the strategy of wireless net work meter reading system is p r oposed by using Zig Bee int o aut omatic meter reading system.I n the system,the l ow power consu mpti on single chi p computer MSP430F147fr om TI is selected as the core p r ocess or;and the radio frequency chi p CC2420fr om Chi pcon is used f or wireless data communication .The composition and operati onal p rinciple of the system are expounded;and the hard ware circuits and s oft w are designed are illustrated .The practice indicates that the low cost and l ow power consu mp tion wireless Zig Bee makes the automatic meter reading system more flexible and eli m inates vari ous p r oblem s of field cabling problem of the meter reading system.Keywords:Zig Bee Automatic meter reading W ireless net work RF 2I C CC2420　MSP430F1470　引言随着通信技术的不断发展,建筑智能化程度越来越高,住宅的智能化抄表系统在建筑智能化中是必不可少的。

基于ZIGBEE无线电表集抄系统设计

基于ZIGBEE无线电表集抄系统设计
ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。

主要用于近距离无线连接。

它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。

这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。

在楼宇自动化、工业监控领域具有广阔的市场空间。

ZigBee技术在户用计量仪表组网、建立无线自动抄表系统的应用中，具有很好的市场前景，但是还友很多具有挑战性的问题需要解决。

其中包括ZIGBEE协议栈的实现问题、网络的组织模式的设定，各层协议的节能机制等问题。

本文着重于整个网络的实现，对优化网络的性能问题不作进一步的研究。

GPRS无线网络技术是目前成熟的技术，由于无需布线、使用安装方便、成本低、监控不受距离、地域、时间的限制，适合批量小数据量的传输，所以广泛的用于远程的无线抄表领域。

利用ZIGBEE做为局部的无线组网方式，而利用GPRS作为远程的无线数据传输方式，这样就实现了局部无线到远程无线的连接。

在这种背景下，本文选择了基于ZIGBEE网络无线电表集抄系统设计为主要研究方向，归纳起来，主要的研究工作包括： ZIGBEE网络无线电表集抄系统设计中硬件方案的选择及主要硬件电路的实现；应用层数据传输格式应该遵守的规约；ZIGBEE协议中数据结构的组织和组网技术；讨论了一些网络路由算法的可用性、面临的问题和改进；给出了终端设备的程序流程和网关设备的程序流程。

总结并讨论后继的研究工作。

以ZigBee技术为基础的台区无线抄表系统设计

以ZigBee技术为基础的台区无线抄表系统设计电能表数据是供电部门销售电能的最直接也是最原始的计量数据,获取电能表数据的及时性和准确性直接关系到供电部门的经营效益和公司的管理决策。

随着经济社会的不断发展和科学技术的不断进步,电力技术应用的信息化程度不断提高,无线抄表技术应运而生并取得了长足的发展和进步,一种既能突破原有的
电能表抄表方式,又利于供电部门对电能耗用情况监控的先进抄表方式呼之欲出。

受到供电部门行业性质的要求,对电能表数据抄录的准确性和系统自身的功耗要求极为严格,但是目前运行的以蓝牙技术、GPRS/CDMA技术和Wifi技术为基础的无线抄表技术却不能很好的满足这种高标准的需求。

随着国际社会近几年对ZigBee技术研究的不断深入,Zigbee技术逐渐成熟,应用范围不断扩展,成为无线通信技术研究的一支重要的新兴力量。

正是由于ZigBee技术在通信方面具有蓝牙技术、GPRS和WIFI等技术无法比拟的极高性价比,因此,本文提出了一种以Zigbee无线通信技术为基础的供电台区电能表无线抄录系统。

本文针对Zigbee技术的特性,在Zigbee通用协议的基础之上,使用了目前在Zigbee技术行业内获得普遍认可的CC2430芯片作为中央服务器和无线数据的收发器,并辅以相关配套子设备,形成了以Zigbee技术为基础的供电台区电能表无线抄录系统。

在软件设计方面,本系统设计使用了应用范围较广,技术较为成熟,且能够在IAR7.30环境下稳定运行的的C编程语言,系统中用到的协议栈则是ZigBee精简协议栈msstatePAN。

在系统网络正常运行后,系统中的传感器能够完成对电能表数据的采集工作,而且数据能够在网络系统中顺利的进行传输和处理,实现了对
电能表数据的无线抄录的目的。

基于ZigBee技术的无线抄表通信系统的设计

基于ZigBee技术的无线抄表通信系统的设计现行的人工抄表方法给用户和抄表人员带来很多麻烦,采用无线抄表不仅能节省人力物力,还能提高工作效率。

GSM／GPRS无线抄表系统费用过高,不能被人们广泛接受。

本文采用ZigBee技术和GPRS技术相结合的方式,提出了无线抄表系统的设计思想和总体方案,此方案能很好地解决上下行信道的数据传输问题。

采用
CC2430芯片作为数据采集器硬件系统的核心,为使通信距离更远,增设了功放电路和低噪声功放电路,着重设计了基于ZigBee技术的下行通信信道。

在分析ZigBee协议栈的基础上,设计了无线抄表系统的组网方案,给出了楼宇集中器和数据采集器的网络流程,以IAR Embedded Workbench为软件开发平台,进行了C语言编程。

通过ZigBee节点的软／硬件测试,结果表明系统具有一定的接收灵敏度和较为理想的通信距离,可以满足无线抄表系统下行信道的要求。

基于ZigBee无线网络的电力抄表系统的设计与实现

基于ZigBee无线网络的电力抄表系统的设计与实现随着电力行业的自动化程度越来越高,自动抄表技术正在改变着传统的抄表方式,自动抄表能减少抄表所需的人力、物力代价,为电力部门提供更科学的管理和决策。

本文在对几种自动抄表技术进行分析比较的基础上,提出了将ZigBee 无线通信技术应用于自动抄表中的方案。

通过对ZigBee的网络结构和协议栈的详细介绍,同时结合实际应用的要求,设计了基于ZigBee的无线抄表监控系统的总体架构。

该系统既能实现自动抄取整点电量数据的功能,同时还能通过发送指令查看电能表的实时信息。

系统采用网状结构的ZigBee网络和以太网组成混合网络,由采集终端、路由器、集中器、上位机软件、后台服务器、数据中心和Web管理系统等部分组成,论文分别对集终端、路由器和集中器进行了硬件和软件设计,其中在硬件设计时,采用AVR单片机作为核心处理器,IP-Link 1221-2264作为无线通信的ZigBee模块。

系统用VB设计了上位机软件和后台服务器,上位机软件实现了计算机和单片机之间的串口通信,同时把接收的串口数据经处理后存储在本地数据库中,由后台服务器读取处理后,写入到数据中心,用语言设计了B/S结构的前台Web管理系统,是用户操作的前台界面,可以对电量数据进行查看与分析,同时还可以发送实时监控指令对集中器和采集终端进行控制。

最后论文对系统进行了测试与分析,验证了该方案的可行性。

基于Zigbee的无线抄表系统的开题报告

基于Zigbee的无线抄表系统的开题报告一、选题背景随着科技的进步和社会的发展，环境保护逐渐被人们所关注，节能减排成为热门话题。

其中，电表的抄表工作是节能减排的基础，因此如何提高电表抄表的效率、准确性成为一个亟待解决的问题。

目前，传统的电表抄表仍然需要由人员到现场进行，这种方式不仅增加了人力成本，而且由于人为操作的原因容易出现错误，影响了抄表的准确性。

因此，人们开始尝试采用无线电抄表技术，实现远程读取电表数据，提高抄表的效率和准确性。

二、选题目的本文旨在设计一种基于Zigbee协议的无线电抄表系统，实现对电表的远程读取，提高抄表的效率和准确性。

具体目标如下：1. 掌握Zigbee无线技术的基本原理和应用方法。

2. 设计电表抄表系统的硬件框架，并编写相应的控制程序。

3. 设计抄表系统的通信协议，实现数据的传输和接收。

4. 对系统进行调试和优化，验证系统的可行性和效果。

三、研究方法本文采用实验、调查和分析等方法进行研究。

1. 实验：通过实际构建电表抄表系统，验证系统的可行性和效果。

2. 调查：对目前市场上的无线抄表系统进行调查和分析，了解其优缺点，为系统设计提供参考。

3. 分析：对系统设计过程中的难点和问题进行分析和解决。

四、预期结果本文将建立一种基于Zigbee协议的无线电抄表系统，预期结果如下：1. 设计出可用于实际抄表的硬件框架，并编写相应的控制程序。

2. 实现数据的传输和接收，保证数据的准确性。

3. 验证系统的可行性和效果，提高抄表的效率和准确性。

五、论文结构本文将分为以下几个部分：第一章：引言。

介绍选题的背景、目的和意义。

第二章：相关技术。

介绍Zigbee无线技术的基本原理和应用方法，并对其进行分析和比较。

第三章：系统设计。

设计无线电抄表系统的硬件框架，编写相应的控制程序，设计通信协议，实现数据的传输和接收。

第四章：系统实现。

对系统进行调试和优化，验证系统的可行性和效果。

第五章：总结与展望。

基于ZigBee技术的无线电力抄表系统

基于ZigBee技术的无线电力抄表系统
一、应用需求在电力系统的信息化过程中，户表数据的自动抄送具有十分重要的意义，也是行业单位迫切想要解决的问题，因为电表数据抄送的准确性、及时性，直接影响电力系统的信息化水平、甚至管理决策、经济效益。

传统的手工抄表费时、费力，准确性和及时性得不到可靠的保障，这导致了相关营销和企业管理类软件不能获得足够详细和准确的原始数据；一般人工抄表都按月抄表，对于用户计量来说是可行的，但对于相关供应部门进行更深层次的分析和管理决策却不够，行业的实际需求催生着自动抄表系统的技术和应用的不断发展。

二、行业现状目前的自动抄表系统，从数据传输角度划分，可分为有线、无线两大类，这两大类抄表系统各有其适用的应用领域，但就抄表系统的投资、建设、维护等几方面而言，无线抄表系统显然具有更大优势。

无线抄表系统对无线通讯数据的传输和保存有着很高的要求，即数据可靠性要求很高；由于用电池供电，因此对功耗要求也很苛刻；无线抄表系统可以摆脱人工抄表的办法，利用数据通讯协议传输数据；基于以上原因，要求设计的自动无线远传抄表系统应该具有计量准确、通信可靠、抄表方便、功耗低等远程抄表系统的优点，以及节省人力、远程监控、远程维护的功能。

随着无线通信技术的不断发展，近年来出现了面向低成本设备无线联网要求的技术，称之为zigbee，它是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制、远程控制领域及家用设备联网，我们采用zigbee 技术和GPRS/CDMA 技术结合，可以为电表的无线抄表提供很好的解决方案。

三、Zigbee 技术简介Zigbee 是一种无线连接技术的商业化命名，。

基于ZigBee的无线抄表系统设计分析

（3）降压器电路。使用CMOS降压转换器，可以提供高达 2A输出电流，集成了脉宽调制电路、保护电路、软启动电路、振荡器以及电压调节器等。降压器作为保护装置，可以在芯片温度过高、电路短路以及电流电压过大等情况下展开保护。
（4）稳压器电路。稳压器可以对电压进行调节，让电压保持在电路需要的范围中，保证通信模块可以正常使用。本设计选择稳压器芯片RP170N331B，稳压器给存储器、数字外设以及内核提供稳定的1.8V工作电压，保证正常功耗运行。若 CC1100E中CSN引脚是低电平，启动稳压器和振荡器。CSN转变为高电平时，停止工作。
信息化技术应用
TECHNOLOGY AND INFORMATION
基于ZigBee的无线抄表系统设计分析
高淼中国联合网络通信有限公司北京市分公司北京 100010
摘要智能电网的发展让智能电表进入每家每户，无线抄表系统受到集中重视，ZigBee技术作为一种短距离无线通信技术，具有低功耗和低成本优势，无线抄表系统利用ZigBee技术进行设计具有巨大应用空间。基于此，本文研究了在ZigBee技术基础上设计的无线抄表系统，借助于ZigBee技术开拓无线抄表系统的应用市场。关键词 ZigBee技术；无线抄表系统；硬件设计；软件设计
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34 科学与信息化2019年7月中
3 软件设计 3.1 软件流程该系统通信程序建立在ZigBee协议基础上，使用ZigBee的
OSAL系统，启动系统后，通信模块先初始化功能模块，根据需要设置显示信息，执行系统后，进入OSAL循环[2]。
3.2 抄表网络利用集中器建立通信ZigBee网络，电表设备收到集中器许可进入网络，集中器将负责网络维护和管理。在NWK目录下建立ZigBee网络，设定短地址为Ox0000。建立网络后，设备加入网络要加入信标帧，调用函数。集中器收到电表命令，判断电表是否存在，得到肯定结果允许电表加入。 3.3 功能模块程序（1）集中器程序设计。集中器接口协议使用USART进行数据的传送，每次只能传送16位数据，使用函数对数据加以处理。向设定GWIFState参数，利用switch语句定义数组，储存受到的数据。若GWIFState数值为0，将数据储存在对应数组中。如果数据是协议帧初始字符，要设置在GWIF_STATE_1数组中。（2）通信模块程序设计。使用路由主动形式抄表，集中器模块根据节点短地址轮询，在ZigBee网络下接收数据，将数据集中上报集中器，集中器抄读电表。主要抄读电流数值、电压数值、正向有功、反向有功以及有功功率等数据。集中器先抄读00014节点上数据，进入抄读流程后，若通信数据和本地信道出现延时，集中器模块发送抄读请求，集中器按照轮询方式发布命令，对抄读节点数据以及短地址进行抄读。

全网全功能Zigbee无线抄表系统的设计与实现的开题报告

全网全功能Zigbee无线抄表系统的设计与实现的开题报告一、研究背景近年来，随着物联网技术的不断发展和智能化水平的提高，各种智能家居、智能城市的建设越来越成为人们生活的一部分。

其中，智能电力系统也逐渐成为电力行业重点发展领域之一。

传统的抄表方式往往需要人力进入用户家中或企业，费时费力，且容易产生误差和安全隐患。

而无线抄表系统则可以实现远程自动抄表，无需进入用户场所，大大简化了工作流程和增加了数据采集的准确性。

目前，市场上的无线抄表系统多以Zigbee无线通信技术为主，该技术具有低功耗、低成本、高可靠性等优点。

因此，本文将以Zigbee无线通信技术为基础，设计并实现一种全网全功能的Zigbee无线抄表系统。

二、研究内容1. Zigbee无线通信技术的研究本文将深入研究Zigbee无线通信技术的工作原理、网络拓扑结构、协议栈等内容，掌握其在无线抄表系统中的应用方法。

2. 系统需求分析及设计在实现无线抄表系统之前，我们需要明确系统的需求并进行系统设计。

本文将对无线抄表系统的各种功能需求进行分析，并基于此设计系统的硬件及软件实现方案。

3. 抄表终端硬件设计本文将设计并制造一种抄表终端，其硬件部分包括Zigbee通信模块、时钟模块、电源管理模块等，用于实现数据采集、数据处理及无线通信等功能。

4. 抄表终端软件设计本文将基于Zigbee协议栈，设计并开发抄表终端的软件，其主要功能包括数据采集、数据处理、无线通信等核心功能。

5. 网络服务端设计与实现本文将设计并实现网络服务端，用于接收、处理抄表终端上传的数据，并将处理后的数据存储到数据库中，同时实现网络监控、远程配置等功能。

6. 系统集成与测试最后，本文将对系统进行集成测试，并对系统的功能和性能进行全面评估。

三、研究意义无线抄表系统是智能电力系统发展的重要组成部分，其应用将大大改善传统抄表方式的问题。

该研究成果有望为智能电力系统的实现提供技术支持，进一步推进物联网技术在电力行业中的应用，为实现智能化城市的目标做出贡献。

基于Zigbee的无线电表抄表系统设计的开题报告

基于Zigbee的无线电表抄表系统设计的开题报告一、问题背景及研究意义随着社会和经济的发展，电力行业也在发生着快速地变化和发展。

电力公司每个月需要对不同的地区的电表进行抄表并记录，以便计算每个用户的用电量，从而进行结算和运营管理。

传统的抄表方式主要采用人工抄表的方法，这种方式效率低下、成本高昂且容易出现误读等问题，因此需要一种更科学、更高效、更可靠的抄表方案。

无线电表抄表系统作为现代抄表的一种，其通过无线网络将电表的数据实时、准确地传输到电力公司终端，相对于传统的有线抄表，具有传输距离远、数据稳定、利于安装等优点，适用于电表数量较多的情况下。

而Zigbee技术作为一种低功耗、低成本、低速率、短距离的无线通信网络技术，其拓扑结构灵活、通信安全、数据传输稳定，且适用于复杂的无线环境，因此被广泛应用于无线传感网络中。

本项目基于Zigbee技术设计一种无线电表抄表系统，将电表与数据采集器、终端网关等设备进行无线通信联接，实现电表数据的实时抄录、传输和计量，可大幅度提高对电表数据的采集和管理效率，节约人力和物力资源，有助于推进电力行业的自动化和智能化进程。

二、研究内容及目标本项目拟基于Zigbee技术，设计一种无线电表抄表系统，通过具体的技术实现方案，实现以下目标：1. 系统硬件设计：选用适合的芯片、模块和电路，设计电表传感器、数据采集器、终端网关等硬件设备，确保其具有稳定、可靠、经济的特点。

2. 通信协议设计：设计可靠的通信协议，确保电表数据的准确传输，同时保护传输过程中数据的安全性。

3. 系统软件设计：设计合理、简便、易操作的用户界面软件，对数据进行分析和处理，提供优质的抄表和管理服务。

三、研究方法和技术路线本项目的研究方法和技术路线如下：1. 研究Zigbee无线传感网络技术原理和应用场景，了解其在无线电表抄表系统中的优势和适用性；2. 研究各种传感器和集中器的工作特点，确定合适的硬件设备，进行系统框架设计；3. 初步设计电表数据的传输协议与网络拓扑结构，实现数据传输的可靠、高效、稳定；4. 进行系统软件开发，实现数据采集、传输、处理、存储、管理与显示等功能；5. 完善系统功能，对系统进行全面测试和评估，并对实际应用场景进行测试验证。

浅析ZigBee技术在无线抄表系统中的应用

浅析ZigBee技术在无线抄表系统中的应用摘要：本文通过对无线抄表系统硬件与软件两方面的设计进行分析，阐述了基于ZigBee技术的无线抄表系统实现抄表功能的原理。

关键词：ZigBee技术；节能；电能计量；无线抄表一、引言无线抄表技术是指采用近距离无线通信技术和计算机网络技术来自动读取和处理表计数据。

采用无线自动抄表技术，不仅能节约人力资源，更重要的是可提高抄表的准确性、实时性，使管理部门能及时准确地获得数据信息。

同时采用无线的方式还可以避免重新布线的繁琐工序，大大减少了施工的周期。

此外，与有线抄表系统相比，无线抄表系统具有更好的可扩展性和出现故障时的易于维护性。

随着无线通信技术的不断发展，近年来出现了一种新的近距离、低功耗、低数据传输速率、低成本的双向无线通信技术—ZigBee技术。

该技术主要用于近距离无线通讯，应用领域包括工业控制、农业控制、军事领域控制、医用设备控制等。

随着该技术的不断发展，可以预计，ZigBee技术将在自动化抄表领域将有广泛的应用。

美国的一些城市早已开始使用一种车载自动抄表系统。

驾驶员只要驾驶着抄表车按一定路线行驶，就可把用户的数据接收过来。

这种计量表上装有一种低功率的收发两用机，当抄表车从附近发出一种特定信号时，收发两用机就会立即将上述计量表的读数和用户的ID号发射到空中，安装在汽车里的计算机就接收这些数据，并记录下来。

二、无线抄表系统总体方案设计本系统描述的是在一个局部范围（小区）内采用ZigBee无线通讯技术，把各家用户的电表数据通过路由设备收集到一个ZigBee/GPRS网关上，然后借助GPRS无线通讯技术，把获得的数据信息发送到远端的服务器，同时，远端的服务器可访问和控制任何一个在ZigBee网络中的设备，来实现远端控制等功能。

（1）系统整体架构图如下：（2）系统硬件总体框图如下：（3）无线收发模块的设计：模块采用PC 机的USB 接口或者使用9V的镍氢电池供电。

ZigBee电能计量无线抄表系统设计

ZigBee电能计量无线抄表系统设计0 引言居民用电的计量收费，最常用的传统方式是传统的入户抄表收费。

但传统的抄表方式不但费时费力，准确性和及时性得不到可靠的保证。

而且存在入户麻烦这样的弊端，已不适应现代物业管理的需要。

近些年来流行的IC 卡预付费抄表方式虽然解决了传统抄表系统的费时、费力、安全隐患等问题，但仍存在抗干扰能力差、成本高等问题[1]。

无线抄表系统具有省时、少人、少力的特点，能提高工作效率、降低物业成本，并可及时准确地将用户电表数据抄送上来，因而是抄表计费发展的趋势。

而在众多无线技术中，ZigBee 技术有着独特的优势，其低速率、低能耗、传输可靠、组网灵活等特点正日益成为楼宇智能化中的热门技术。

基于此，本文拟采用ZigBee 技术、CC2430 芯片为核心设计一套无线抄表系统。

1 ZigBee 技术1.1 ZigBee 技术简介ZigBee 射频通信技术以IEEE 802.15.4 标准为基础，工作在2.4 GHzISM 频段，传输速率为10-250 kb/s，传输距离可达10-75 m。

ZigBee 以省电、可靠、低成本、大容量等诸多优势，在无线通信领域得到了广泛的应用。

本系统采用的CC2430 芯片是TI 公司推出的基于2.4GHz ZigBee 技术的产品，其内部集成了完整的ZigBee 功能和一块工业级8051 单片机内核，可在内部运行Z-Stack 软件中的ZigBee-2006 协议栈。

1.2 ZigBee 技术的主要特点为ZigBee 技术与其他无线通信技术的比较，可以看出，它们各有特点，使用于不同的应用场合，它们相互竞争，相互补充。

ZigBee 技术在无线抄表应用中的优势在于以下几个方面：1、功耗低。

节点模块工作时间较长，对于抄表系统来说，电源设计是个很大的考验，而ZigBee 技术由于采用睡眠唤醒机制，大部分时间处于极低功耗状态，正常工作时最大功耗也不过1~3mW，因此符合低功耗要求。

基于ZIGBEE技术的无线抄表系统的设计【文献综述】

毕业设计开题报告电子信息工程基于ZIGBEE技术的无线抄表系统的设计1前言随着城市居民住宅建设日益发展,电能表数量迅速增多,抄表计量也日趋复杂。

在我国,对居民电表仍采用人工抄表的方法,这种原始的抄表方法不仅造成了人力、物力的浪费。

而且在抄表时会打扰居民的正常生活,甚至给居民带来安全隐患。

这种抄表方式不但费时费力,而且准确性和及时性也不理想，因此设计此系统替代原有的人工抄表。

ZigBee网络节点实现了无线抄表系统的低功耗、低成本,并具有高度的灵活性和可扩展性。

2主题发展历史Zigbee，在中国被译为“紫蜂”，它与蓝牙相类似，是一种新兴的短距离无线技术。

用于传感控制应用(sensor and control)。

此想法在IEEE 802.15工作组中提出，于是成立了TG4工作组，并制定规范IEEE 802.15.4。

2002年，zigbee Alliance成立。

2004年，zigbee V1.0诞生。

它是zigbee的第一个规范。

但由于推出仓促，存在一些错误。

2006年，推出zigbee 2006，比较完善。

2007年底，zigbee PRO推出。

zigbee的底层技术基于IEEE 802.15.4。

物理层和MAC层直接引用了IEEE 802.15.4。

在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许多缺陷。

对工业，家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言，蓝牙技术显得太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等，而工业自动化，对无线数据通信的需求越来越强烈，而且，对于工业现场，这种无线数据传输必须是高可靠的，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。

因此，经过人们长期努力，ZigBee协议在2003年正式问世。

另外，Zigbee使用了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议Home RF Lite。

长期以来，低价、低传输率、短距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。

自从Bluetooth出现以后，曾让工业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀跃不已，但是Bluetooth的售价一直居高不下，严重影响了这些厂商的使用意愿。

基于ZigBee的自动抄表系统研究与设计

基于ZigBee的自动抄表系统研究与设计
自动抄表系统是一种不需要人工到现场就能完成抄录用户电表数据的自动化管理系统,采用现代通信技术和计算机技术自动读取和处理电表数据,解决了传统抄表模式结构简单、功能单一、实时性差、准确率低、费时费力等难题。

这对于电力系统的经济效益、信息化水平、甚至管理决策都具有十分重要的意义。

ZigBee技术是近几年兴起的一种面向自动化和无线控制的双向无线通信技术。

它具有近距离、低功耗、低数据速率、低复杂度、低成本的特点,而且网络容量大、时延短、安全、可靠。

正是以上优点使ZigBee技术为自动抄表系统的发展提供了更好的选择。

采用ZigBee无线网络协议,利用免费频段进行通讯,协同监测各用户用电情况,动态组网、自主路由的通讯,都是自动抄表领域的研究热点。

正是在此背景下,本文选择了基于ZigBee的自动抄表系统为主要研究内容,所做的具体工作主要概括如下:首先,介绍课题背景,讨论国内外研究现状,明确无线抄表系统的的巨大发展空间,并概括ZigBee技术的主要特点和技术指标。

其次,深入研究ZigBee协议,首先给出了协议中的关键概念,由浅及深的详细说明ZigBee物理层、MAC层、网络层及应用层的功能。

然后,深入研究了系统设计过程中的重点难点问题,针对抄表系统的具体应用,设计并仿真路径最短、最便捷以及网络结构简单的无线抄表路由协议;接着详细讨论了ZigBee技术的安全机制,在使用非对称加密算法应用于ZigBee存在巨大潜力的情况下,本文也对椭圆曲线加密算法做了一定的研究与仿真。

最后,给出ZigBee抄表系统的总体设计,包括网络拓扑结构,系统不同设备节点的主要功能,并从总体上介绍网络运行及数据传输机制,给出了详细的硬件、软件设计方案。

ZigBee无线自动化抄表系统的应用

第26卷第1期2009年2月供　用　电ZigBee无线自动化抄表系统的应用周和平1,林峰浩2(1.华立仪表集团公司浙江杭州　310023;2.上饶供电公司,江西上饶　334000)摘　要:电子式电能表在运行中发生故障或发生人为窃电会直接造成电能计量的丢失。

简要介绍了ZigBee 技术的特点,具体介绍了ZigBee无线自动化抄表系统的构成、对电能表进行在线监测的原理及实施情况。

通过该系统的实际应用,有效控制了电能计量中的计量损失,效果良好。

关键词:ZigBee技术;远程抄表;在线监测;线损中图分类号:TM93314 文献标识码:B 文章编号:1006-6357(2009)01-0071-03 Application of Autom atic Wireless Meter R eading System B ased on ZigB ee T echnologyZ HOU Heping1,L I N Fenghao2(1.Holley Metering Ltd.,Hangzhou,310023,Zhejiang China;2.Shangrao Power Supply Company,Shangrao,334000,Jiangxi China)Abstract:The faults or power2stealing during operation of electronic type kWh meter may directly cause the loss of energy metering.After the brief introduction of the ZigBee technology characteristic,the paper intro2 duces concretely the composition,on2line monitoring and application of ZigBee2based automatic wireless meter reading system.By the practical application of this system,it is proven that the loss of energy metering is ef2 fectively controlled,and good results are achieved.K ey w ords:ZigBee technology;remote meter reading;on2line monitoring;line loss 线损是电网经济运行的一个重要指标。

基于Zigbee的无线抄表系统

基于Zigbee的无线抄表系统
随着信息化程度的提高,越来越多的信息化系统应用于各个与电力部门相关的单位,传统抄表数据实时性差、准确率低的缺点越来越突出,这种传统的抄表模式已经成为用电管理部门信息化的瓶颈。

如何保证用户用电数据能够实时、准确的送到相关部门数据库,且能最大限度的减少抄表所需要的人力、物力代价,已经成为一个急待解决的问题。

本文在对现有的人工、有线、无线抄表模式进行研究的基础上,提出了一种利用Zigbee技术进行无线抄表的解决方案;在对Zigbee网络层和应用层研究的基础上,设计并实现一个基于Zigbee的无线抄表系统AMRS(The Automatic meter reading system based on Zigbee),它能够满足多种抄表模式要求,实现无线抄表功能。

设计一个无线抄表系统必然涉及到下位机单片机软件设计和上位机服务器端、客户端的软件设计。

其中,如何定义符合Zigbee标准的Profile,如何设计满足要求的Zigbee网络抄表方案及论证该方案的可行性,是本文的主要工作。

如何定义上位机和下位机数据交互的帧格式、数据交互模式,如何设计整个系统的框架也是本文的工作。

本系统能够自动发起Zigbee网络,自动进行网络维护,并能通过上位机对Zigbee网络进行动态数据采集和对时设置。