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基于Zigbee的无线电表抄表系统设计

李翊  
【摘要】: 基于Zigbee无线通讯技术,通过对小区家用电表电能数据采样并进行无线发送与接收,将接收端数据以串行通讯方式与主控计算机相联,实现用户电表的无线抄表功能。 本文着重解决以下问题: 首先,对原有的机械式电表数字化改造的几种方案进行比较、选择。以低成本方式实现电表数字化。其次,重点讨论以CC2430芯片为核心所构成的无线通信模块组建Zigbee网络的步骤。文章重点分析树型网络拓扑结构的组成,以及其路由成本的计算分析。通过对协调器、路由器和采集终端建网、入网过程的分析,并以IAR EW软件为平台进行程序开发,最终实现无线通信模块、Zigbee协议栈和应用程序的融合,组建最简串状网络。 本文设计可以分为硬件和软件两个方面。 硬件部分以Zigbee CC2430芯片为核心组建网络硬件平台,其中包含MCU和RF模块,接口模块,电源模块和显示模块。重点分析了各摸块的工作原理并进行了电路设计,使之满足组网硬件需求。电表部分通过红外方式实现与原电表的同步计数,给出了具体设计思路和原理电路。 软件以IAR EW为系统软件设计平台,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、路由和采集终端的功能,并进行串状网络的组网。 最后,通过对仿真波形的分析,确定了电表改造电路的正确性。通过实验,将三块无线模块成功的组建了串状网络,清晰的显示了整个组网和网络数据通信的全过程。进一步说明以CC2430为核心的无线模块在无线网络通信中的高效和准确,整个系统只需稍加改变,便可满足电表无线抄表需求。


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