基于ZigBee无线水表自动抄表系统的研究与设计

基于CC2480的Zigbee无线水表自动抄表系统研究与设计冀小平;商莹;王光玲
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2009(32)11
【摘要】随着科技的飞速发展,传统抄水表技术已不再适合当今物业管理的需要,无线自动抄水表技术与其相比具有不入户、管理费用低,快速以及避免误抄、错抄等优点.基于此设计了一种无线抄表系统,该设计共包含远程用户终端模块和无线收发模块两部分,这两部分都采用射频芯片CC2480和相应的电路组成,并采用TI最新推出的首款Z-Ateel系列处理器.用二进制计数方法读取水表数据,然后通过射频部分收集此数据,实现不入户采集多户数据,且成本较低.
【总页数】3页(P71-73)
【作者】冀小平;商莹;王光玲
【作者单位】太原理工大学,信息工程学院,山西,太原,030024;太原理工大学,信息工程学院,山西,太原,030024;太原理工大学,信息工程学院,山西,太原,030024
【正文语种】中文
【中图分类】TN915
【相关文献】
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2.基于Zigbee_SOC技术的无线抄水表系统研究与设计 [J], 薛同莲;施建珍;方靖淮;许田;崔荣华
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5.基于CC2480的ZIGBEE无线通信终端设计 [J], 于艳永;刘永红
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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无线抄表系统的设计与实现针对传统的抄表系统施工周期长、存在穿线和布管等问题，市场越来越需要一种复杂度低、成本低的无线通信网络技术，Zigbee 技术应运而生。

Zigbee 是一种新兴的低复杂度、近距离、低数据速率、低成本、低功耗的无线通信网络技术。

该通信技术在建立无线自动抄表系统、用户计量仪表组网的应用中，具有很高的市场价值。

结合GPRS 技术和Zigbee技术的新型远程无线抄表装置，可有效解决数据的无线远传和自动采集问题，方便了供电部门抄表，提高了自动化水平，提高了公司的效益。

标签：Zigbee Cc2430 GPRS 抄表0 引言一直以来，如何把庞大且分散的用电量和其他数据及时有效且准确无误的进行收集、统计和分析，都是供电企业迫切需要解决的一个问题。

供电企业需要一种计量准确、安装和维护方便、投资较少的电能表抄表解决方案。

ZigBee技术主要适用于自动控制和远程控制领域，国外一些发达国家研究无线抄表技术比较早，早在70年代就有研究员研究和开发无线抄表系统，目前广泛应用于楼宇自动化控制、无线控制家用电器、远程监控以及工业领域的自动化控制等。

而中国开始接触无线抄表系统已经到了90年代，目前人工抄表、有线抄表系统、无线抄表系统以及IC卡预付费表是国内厂家生产的主要抄表系统。

本设计结合GPRS 技术和Zigbee技术，研究一种新型的远程无线抄表装置，有效的解决抄表数据的无线远传和数据的自动采集问题，方便供电部门的抄表，提高供电系统自动化水平，提高了供电公司的经济效益。

1 无线抄表系统的硬件设计无线抄表系统硬件的设计总体思路为：首先，在单元楼内安装ZigBee数据采集模式，使得读表人员便捷的收集各住户电表数据；同时为了读取水表数据，还要将ZigBee远程用户终端模块安装于各住户家中；最终，数据通过ZigBee的射频部分传输到ZigBee的数据采集模块。

电表数据采集人员通过数据采集模块就可以读出数据。

基于ZigBee的远程无线抄表系统研究与设计王宁宁【摘要】Aiming at the problems of real-timeperformance,accuracy,charging of traditional meter reading,this paper proposes a low power consumption and low cost wireless meter reading system based on ZigBee and GPRS technology. Col-lector and concentrator consist of a chip CC2430 of low power dissipation,data communication could be conducted by the ZigBee sensor network,and combined with remote GPRS wireless network,the aboved integration can realize the timing of data collection. The system has realized remote data acquisition of watt-hour meter with precise and convenient operation, which improves the efficiency of remote wireless meter reading.%为了解决传统抄表收费方式实时性差、准确性低、收费难等问题，提出了一种基于ZigBee 技术和GPRS技术的低功耗、低成本无线抄表系统。

采集器、集中器由低功耗片上的CC2430构成，数据通讯由ZigBee传感器网络进行，并与远程无线网络GPRS相结合，可实现对数据的定时采集。

基于ZigBee的无线抄表系统及标准制定方法的研究的开题报告一、选题背景与目的现代化城市建设需要采用智能化技术提高城市管理水平，因此无线抄表系统成为城市管理的重要组成部分。

其中，基于ZigBee协议的无线抄表系统具有传输距离远、能耗低等特点，已经在智能电表系统、水表系统等领域得到广泛应用。

然而，目前基于ZigBee的无线抄表系统还存在一些问题，如网络稳定性差、抄表数据传输错误等。

因此，本文旨在研究基于ZigBee的无线抄表系统，并通过标准制定方法，提高ZigBee无线抄表系统的性能和稳定性。

本文的主要研究内容包括ZigBee无线协议的特点、在无线抄表系统中的应用、ZigBee基站的设计方案、抄表数据传输的安全性等方面，以期为城市管理提供更加便利高效的无线抄表系统。

二、研究内容和方法1. ZigBee无线协议的特点和应用：介绍ZigBee协议的特点及其在无线抄表系统中的应用，研究ZigBee协议的网络组成方式、数据传输机制等。

2. ZigBee基站的设计方案：设计基于ZigBee协议的无线抄表系统，分析基站的硬件和软件设计方案，解决抄表数据传输错误等问题。

3. 抄表数据传输的安全性：针对ZigBee无线抄表系统的数据传输安全性问题，提出加密算法等数据安全措施。

4. 标准制定方法：对于ZigBee无线抄表系统的标准制定方法进行研究，制定系统实施过程中的技术标准，如质量检验方法、测试规程等。

本文采用文献资料法、实验分析法、数据统计法等方法，通过对ZigBee无线抄表系统的各个方面进行研究，以期达到提高ZigBee无线抄表系统的性能、稳定性和安全性的目的。

三、预期成果和意义预计通过本文的研究，将得到一个基于ZigBee协议的无线抄表系统，并提出一套标准制定方法，为城市管理提供更加便捷高效的抄表系统，并可以在其他行业和领域中得到广泛应用。

同时，本文对于ZigBee协议的应用和无线抄表系统的研究也将对相关领域的研究产生积极的推动作用，提高无线传输技术的研究水平。

基于ZigBee技术的无线自动抄水表系统的相关技术研究的开题报告一、研究背景随着社会经济的快速发展，城市化程度不断提高，人口密度逐步增多，市政水务管理愈发重要。

传统的水表抄表方式人工读取或定期上门抄表效率低下、耗时费力，无法满足现代化、智能化水务管理的需求。

因此，开发一种高效、精准、智能的无线自动抄水表系统，成为水务管理领域的一大需求和挑战。

基于ZigBee无线通信技术的自动抄水表系统可以实时获取水表数据，自动化处理抄表结果，可以有效解决上述问题，提高水务管理的效率和准确性。

二、研究目的和意义本研究旨在研发基于ZigBee技术的无线自动抄水表系统，以实现智能化的水务管理。

具体目标如下：1. 研究并确定无线自动抄水表系统所需硬件设备和软件平台；2. 设计合理的网络拓扑结构，实现无线自动抄水表系统的实时数据传输和管理；3. 研究抄表数据的可靠性，设计数据备份机制，确保数据完整性和安全性；4. 通过实验验证系统的可靠性和准确性，包括数据的实时性和精准度。

本研究的实现，将大大提高水务管理的效率和准确性，减轻工作人员的劳动强度，同时对于智慧城市建设也有重要推动作用。

三、研究内容和技术路线本研究将基于ZigBee无线通信技术开发无线自动抄水表系统，具体包括以下内容：1. 水表数据采集装置的设计。

该装置将采用ZigBee的节点设备接收水表自动采集模块的数据，并通过ZigBee与协调器节点建立无线通信链接。

2. 网络拓扑结构的设计。

通过设计合理的节点部署方式和网络拓扑结构，实现无线自动抄水表系统的实时数据传输和管理。

3. 数据存储和备份机制的设计。

研究抄表数据的可靠性，设计数据备份机制，确保数据完整性和安全性。

4. 系统实验和性能测试。

通过实验验证系统的可靠性和准确性，包括数据的实时性和精准度。

技术路线如下：（1）确定无线自动抄水表系统所需硬件设备和软件平台。

（2）设计并制作水表数据采集装置，采集水表读数，并通过ZigBee 网络传输给协调器节点。

引言自动抄表系统，简称AMRS（Automatic Meter Reading System），是一种不需要人员到达现场就能完成抄读用户消耗电（水、气）能的智能化管理系统。

它从根本上克服了传统的人工抄表模式的弊端，给能源消耗管理的现代化带来了新的希望。

目前，美国等发达国家已把自动抄表技术广泛用于配电管理。

近年来，这一技术在国内发展非常迅速。

为加强用电管理，提高供电效益，使其适应市场经济需要，适应供电（水、气）部门实行自动抄表的监控需要，因此，自动抄表系统（AMRS）将是未来发展的主要方向。

与采用有线网络通信的楼控产品相比，无线解决方案的优势在于安装布置的灵活性、低廉的安装费用和对楼宇自动化系统进行重新布置的可移动性。

ZigBee技术产品以其低功耗、低成本以及优秀的组网能力，被广泛认为将在未来几年中对楼宇自动化和工业产生重大的影响。

本文研究的远程抄表系统就基于ZigBee技术实现了无线自动抄表功能。

该系统的实现是迈向配电自动化的第一步，并有助于提高电力系统用电管理的现代化水平。

基于Zigbee技术的无线三表远程抄表系统的研发“三表”主要是指水表、电表、气表，在电力、自来水和管道煤气等公用事业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，因为水电煤三表数据抄送的准确性、及时性，直接影响公用事业部门系统的信息化水平、甚至管理决策、经济效益。

我国现在的住户普遍都是将水表、电表、气表安装在用户室内或楼道内，每月都由专门的抄表员入户抄表，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，不仅耗费了大量人力和时间，而且还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。

而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。

远程抄表系统不仅能给物业管理带来很大的方便，彻底改变传统的入户抄表带来的种种弊端，同时，也提高了工作效率和管理水平，让住户居住更加方便、放心，减少了治安隐患，体现了科技服务生活，以人为本的理念。