ZigBee遠程無線抄表系統(tǒng)的設計.pdf

1、目前,我國的供熱系統(tǒng)還主要是粗放式模式管理,以供暖面積進行結算,這種方式不僅造成了能源大量的浪費,也不利于節(jié)能環(huán)保。按熱量分戶計量的智能供熱系統(tǒng)正在興起,其核心是遠程抄表系統(tǒng)。本文提出了基于ZigBee無線通信技術的遠程抄表系統(tǒng),ZigBee作為一種新興的無線網(wǎng)絡技術,具有低功耗、低速率、低成本等特點,適用于通信數(shù)據(jù)量不大,數(shù)據(jù)傳輸速率相對較低的工業(yè)自動化監(jiān)控、無線抄表等物聯(lián)網(wǎng)領域。
　　首先,對ZigBee協(xié)議棧中的物理層、MA

2、C層、網(wǎng)絡層、應用層等各層協(xié)議進行了研究分析,并對ZigBee網(wǎng)絡的三種基本的拓撲結構以及樹型路由協(xié)議進行了詳細的闡述,在此基礎上,設計了“一區(qū)多網(wǎng)”的網(wǎng)絡拓撲方案,對傳統(tǒng)的抄表系統(tǒng)進行了改進,在無需更換原有熱表的基礎上,利用現(xiàn)有儀表總線,完成無線抄表,取代了以往一表一ZigBee模塊和一總線一GPRS模塊的抄表方案,簡化了網(wǎng)絡結構,提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,大大節(jié)約了使用成本。
　　其次,進行了數(shù)據(jù)采集器、區(qū)域集中器以及電磁閥控制

3、電路的硬件設計,并對傳統(tǒng)ZigBee無線模塊進行了優(yōu)化,增加了CC2591射頻前端,擴大了通信距離。在區(qū)域集中器中采用了MSP430F2618作為核心處理器,對整個區(qū)域的數(shù)據(jù)進行處理,數(shù)據(jù)采集底板上設計了M-Bus接口部分,增加了電磁閥控制電路,可以通過ZigBee無線網(wǎng)絡控制熱力管道閥門的狀態(tài)。對各模塊的供電部分設計了不同的方案,以滿足復雜工作環(huán)境下的需要,在進行各部分電路器件的選型時,充分考慮了系統(tǒng)低功耗的特點,選擇了低功耗的器件和

4、芯片,設計中利用了AltiumDesigner10軟件繪制了各個模塊的原理圖。
　　最后,通過Z-Stact協(xié)議棧架構,網(wǎng)絡的建立,節(jié)點加入以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀麟A段的研究分析,對系統(tǒng)各部分進行了軟件設計。然后,進行了點對點數(shù)傳實驗,利用PacketSniffer軟件對數(shù)據(jù)包進行分析,完成網(wǎng)絡的性能測試,測試結果表明,系統(tǒng)方案可行,軟硬件設計合理,各項指標達到了預期的設計目標。本設計還可以應用于各類水、電、氣表為終端的無線抄表系統(tǒng),在物