基于ZigBee技术的无线抄表系统设计
- 格式：pdf
- 大小：248.56 KB
- 文档页数：3
维普资讯
■ 四 川大 学 电子信 息 学 院
何 毅 王 勇 蒋 鸿宇
基 于 ＺｉＢｅ ｇ ｅ技 术 的 无 线 抄 表 系 统 设 计
摘 要 ：本 文提 出 了一 种 基 于 ＺｉＢ ｅ 术 的 无线 抄 表 系 统 的设 计 方 案 。该 方 案 借 助 Ｚ ｇ ｅ ｇｅ技 ｉＢ ｅ技 术 在低 速 率 无线 通 信方 面 的优 势 ，利 用 Ｃｈｐ ｏ ｉｃ ｎ公 司 的 射 频 芯片 ＣＣ ４ ０，实现 采 集 的 电能数 据 的无 线 收发 通 信 。 ２２ 关 键 词 ：ＺｉＢ ｅ ｇ ｅ ；ＣＣ２ ２ ４ ０；ＡＤＥ７ ５ 电 能计 量 ７３
安 装 市 置 的 灵活 性 、低廉 的安 装 费 持 ３ 网络 拓扑 结 构 ， 星 形（ ｔｒ、 种 即 Ｓａ）
一
个协 调 器 节 点 和一 个 ＲＦ Ｄ节 点组
用 和 对 楼 宇 自动 化 系 统进 行 重 新 布 网状 （ ｅ ｈ 和 树 形 分 簇 （ Ｕ ｔ ｒ 成 。其 中 ，Ｚ ｇ ｅ 个节 点 的 硬件 Ｍ ） ｓ Ｃ１ ｅ Ｓ ｉＢｅ 每 置 的 可 移 动性 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ技术 产 品 以 Ｔ ｅ ） ｒｅ 。星型 结 构 由一 个协 凋器 节 点 均 由两 部 分 构 成 ：电能 测 量 与 处理 其 低 功 耗 、低 成 本 以及 优 秀的 组 网 （ 设 备 ） 一 或 多 个 终 端 设 备 部 分和 无线 接 收 ／ 主 和 个 发送 部 分 。 硬件 能 力 ，被 广泛 认 为 将 在 未 来几 年 中 （ 设 备） 成 。 协 惆器 是 一 种 特 殊 具 体 实现 的功 能 则 由烧 写 入 单片机 从 组
・ 高 精 度 单相 有功 歉
、
｜
＿
点 ， 发送 与 接 电能计 量 芯 片 ＡＤＥ ７ ３ 只 ７ ５ 。该 芯 ， 集
收信 号 ， 不 起 成 了 数字 积 分 、参考 电压 源 和 温度 并 转 发器 、 由器 传 感器 。它 提供 ，一 个和 有 功 能量 路
ｈ
，
，
＿
Ｌ
、
Ｊ
。
Ｌ
．
的作 用 。 果 某 成 比例 的脉 冲 输 出（ Ｆ 和 数字 系统 如 ｃ ） 个 终 端 设 备 需 校 准误 差 电路（ 道 偏 置校 准 、 位 通 相 要 传 输 数 据 到 校 准及 能 量 校 准 ） 该 片 适 用 于单 。
另 一 个 终 端 设 相 电路 中有 功功 率 、无 功功 率 和 视 备 ， 会把 数 据 在 功 率 的测 量 。 它
发送给协调器 ，
ＡＤＥ ７ ３ 电 流 和 电压 两 个 通 ７ ５有
然 后 由 协 Байду номын сангаас 器 道 ，共两 路 模 拟 量 输 入 ，分 别 是 电
依 次 将 数 据 转 流 通 道 Ｖ
Ｖ。 电压 通 道 Ｖ 、 和
Ｅｌｃｒ ｎ ｃ ｓ ｅ ｔ ｉ Ｄｅ辔ｎ＆Ａ ｐ ｉａｉｎ Ｗｏ ｌ． ｋ ｅ Ｅｌｃｒ ｎｃ ｈｎ ｏ ｐ ｌ ｔ ｒ Ｎｉｋ ｉ ｅ ｔｏ ｉｓＣ ｉａ ｃ ｏ ｄ
功能。
－
，
●
电能 测 量 与 处理 模 块 的
工 作 原 理 电能 数 据 采 集模 块 的核 心 是美
：
Ｔ
…
＿
化功 能设 备（ ｄ Ｃ ｄ Ｒｅ ｕ ｅ ＦＵ ｃ ｉ ｎ ｎ ｔＯ
Ｄｅ ｉｅ Ｆ 。Ｒ Ｄ是 最 小 且 最 简 ｖｃ ，Ｒ Ｄ） Ｆ
单 的 ＺｉＢｅ 节 同 ＡＤＩ 司 的 ｇ ． ｅ 公
应 的阻 抗 匹配 据 链 路层 和物 理 层 组 成 。本硬 件 设
ｃ ｃ ｉ公 ｒ Ｉ ８ 电 路 组 成 。 芯 计 选择 的 是 Ｍｉ ｏ ｈｐ 司的 ＰＣＩ
片 外围 电路 包 系 列 单 片机 ， 此 在 软 件 设 计 中应 阏 括 晶振 时 钟 电 用 了 Ｍｉｒ ｃ ｉ ｃｏ ｈｐ公 司提 供 的 Ｚ ｇ ｅ ｉＢｅ 路 、射 频 输 入 协 议 栈 。它 随 着 ＺｉＢｅ 无 线 协议 规 ｇ ｅ
维普资讯
ｒ 一
．
■
ｔ ｌ ．
．
一
一
０ 一 乞 ∥ ， ＿ ｔ ５ ＿ ＿ ｌ
． ．
无 线 收 发 过 低 通 滤 波 和上 变 频 的 混频 后被 调 ．ＧＨｚ 并 经 放 大 后送 到 天 线 ， 模 块 的 工 作 原 制 到 ２４
引 言
与采 用 有 线 网络 通 信 的楼 控 产
系 统 硬 件 结 构
无 线 抄 表 系 统 是 由 多 个ＺｉＢｅ ｇ ｅ
发 到 目标 终 端 设 备 。
本 文 没 讣 （ Ｚ ｇ ｅ市点 是 星 型 ｇ ｉＢｅ ， Ｊ
品相 比 ，无 线解 决 方 案 的 优势 在 于 节 点 所 构 成 的 网络 。ＺｉＢｅ 技 术 支 结 构 中最 简 单 的 双 节点 『 络 ， 日 ｒ ｇ ｅ 积 ］ ｌ九 Ｊ
，
、
１
对 楼 宇 自动化 和 工 业 产 生 重大 的影 的 全 功 能 设 备 （ｕ】 ｕ ｃｉｎＤｅ ｉｅ 的 程序 来 决 定 。 无 线抄 表 系 统 的硬 Ｆ ｌＦ ｎ ｔ ｖｃ ， ｏ
响 。 本 文研 究 的 远 程 抄表 系统 就 摹 Ｆ Ｄ） Ｆ Ｆ 。Ｆ Ｄ是 具 有 转 发 与路 由能 力 件 结 构 如 网 １ 示 。 所 于 Ｚ ｇ ｅ 技术 实 现 了 无 线 自动 抄 表 的节 点 。终 端 设 备 可 以是 Ｆ Ｄ或 简 ｉＢ ｅ Ｆ
理
发射 去 。
无 线 收 发
模 块 主 要 由
ＣＣ２ ２ ４ ０芯 片
系 统 软 件 设 计
Ｍｉｒｃ ｉ ＺｉＢ ｅ协 议 栈 ｃｏ ｈｐ的 ｇ ｅ 完 整 的ＺｉＢｅ 协议 栈 自上 而 下 ｇ ｅ
和 ２４ ．ＧＨｚ射
应 数 频 天 线 以 及相 由应 用层 、 用 汇 聚 层 、网络 层 、
■ 四 川大 学 电子信 息 学 院
何 毅 王 勇 蒋 鸿宇
基 于 ＺｉＢｅ ｇ ｅ技 术 的 无 线 抄 表 系 统 设 计
摘 要 ：本 文提 出 了一 种 基 于 ＺｉＢ ｅ 术 的 无线 抄 表 系 统 的设 计 方 案 。该 方 案 借 助 Ｚ ｇ ｅ ｇｅ技 ｉＢ ｅ技 术 在低 速 率 无线 通 信方 面 的优 势 ，利 用 Ｃｈｐ ｏ ｉｃ ｎ公 司 的 射 频 芯片 ＣＣ ４ ０，实现 采 集 的 电能数 据 的无 线 收发 通 信 。 ２２ 关 键 词 ：ＺｉＢ ｅ ｇ ｅ ；ＣＣ２ ２ ４ ０；ＡＤＥ７ ５ 电 能计 量 ７３
安 装 市 置 的 灵活 性 、低廉 的安 装 费 持 ３ 网络 拓扑 结 构 ， 星 形（ ｔｒ、 种 即 Ｓａ）
一
个协 调 器 节 点 和一 个 ＲＦ Ｄ节 点组
用 和 对 楼 宇 自动 化 系 统进 行 重 新 布 网状 （ ｅ ｈ 和 树 形 分 簇 （ Ｕ ｔ ｒ 成 。其 中 ，Ｚ ｇ ｅ 个节 点 的 硬件 Ｍ ） ｓ Ｃ１ ｅ Ｓ ｉＢｅ 每 置 的 可 移 动性 Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ技术 产 品 以 Ｔ ｅ ） ｒｅ 。星型 结 构 由一 个协 凋器 节 点 均 由两 部 分 构 成 ：电能 测 量 与 处理 其 低 功 耗 、低 成 本 以及 优 秀的 组 网 （ 设 备 ） 一 或 多 个 终 端 设 备 部 分和 无线 接 收 ／ 主 和 个 发送 部 分 。 硬件 能 力 ，被 广泛 认 为 将 在 未 来几 年 中 （ 设 备） 成 。 协 惆器 是 一 种 特 殊 具 体 实现 的功 能 则 由烧 写 入 单片机 从 组
・ 高 精 度 单相 有功 歉
、
｜
＿
点 ， 发送 与 接 电能计 量 芯 片 ＡＤＥ ７ ３ 只 ７ ５ 。该 芯 ， 集
收信 号 ， 不 起 成 了 数字 积 分 、参考 电压 源 和 温度 并 转 发器 、 由器 传 感器 。它 提供 ，一 个和 有 功 能量 路
ｈ
，
，
＿
Ｌ
、
Ｊ
。
Ｌ
．
的作 用 。 果 某 成 比例 的脉 冲 输 出（ Ｆ 和 数字 系统 如 ｃ ） 个 终 端 设 备 需 校 准误 差 电路（ 道 偏 置校 准 、 位 通 相 要 传 输 数 据 到 校 准及 能 量 校 准 ） 该 片 适 用 于单 。
另 一 个 终 端 设 相 电路 中有 功功 率 、无 功功 率 和 视 备 ， 会把 数 据 在 功 率 的测 量 。 它
发送给协调器 ，
ＡＤＥ ７ ３ 电 流 和 电压 两 个 通 ７ ５有
然 后 由 协 Байду номын сангаас 器 道 ，共两 路 模 拟 量 输 入 ，分 别 是 电
依 次 将 数 据 转 流 通 道 Ｖ
Ｖ。 电压 通 道 Ｖ 、 和
Ｅｌｃｒ ｎ ｃ ｓ ｅ ｔ ｉ Ｄｅ辔ｎ＆Ａ ｐ ｉａｉｎ Ｗｏ ｌ． ｋ ｅ Ｅｌｃｒ ｎｃ ｈｎ ｏ ｐ ｌ ｔ ｒ Ｎｉｋ ｉ ｅ ｔｏ ｉｓＣ ｉａ ｃ ｏ ｄ
功能。
－
，
●
电能 测 量 与 处理 模 块 的
工 作 原 理 电能 数 据 采 集模 块 的核 心 是美
：
Ｔ
…
＿
化功 能设 备（ ｄ Ｃ ｄ Ｒｅ ｕ ｅ ＦＵ ｃ ｉ ｎ ｎ ｔＯ
Ｄｅ ｉｅ Ｆ 。Ｒ Ｄ是 最 小 且 最 简 ｖｃ ，Ｒ Ｄ） Ｆ
单 的 ＺｉＢｅ 节 同 ＡＤＩ 司 的 ｇ ． ｅ 公
应 的阻 抗 匹配 据 链 路层 和物 理 层 组 成 。本硬 件 设
ｃ ｃ ｉ公 ｒ Ｉ ８ 电 路 组 成 。 芯 计 选择 的 是 Ｍｉ ｏ ｈｐ 司的 ＰＣＩ
片 外围 电路 包 系 列 单 片机 ， 此 在 软 件 设 计 中应 阏 括 晶振 时 钟 电 用 了 Ｍｉｒ ｃ ｉ ｃｏ ｈｐ公 司提 供 的 Ｚ ｇ ｅ ｉＢｅ 路 、射 频 输 入 协 议 栈 。它 随 着 ＺｉＢｅ 无 线 协议 规 ｇ ｅ
维普资讯
ｒ 一
．
■
ｔ ｌ ．
．
一
一
０ 一 乞 ∥ ， ＿ ｔ ５ ＿ ＿ ｌ
． ．
无 线 收 发 过 低 通 滤 波 和上 变 频 的 混频 后被 调 ．ＧＨｚ 并 经 放 大 后送 到 天 线 ， 模 块 的 工 作 原 制 到 ２４
引 言
与采 用 有 线 网络 通 信 的楼 控 产
系 统 硬 件 结 构
无 线 抄 表 系 统 是 由 多 个ＺｉＢｅ ｇ ｅ
发 到 目标 终 端 设 备 。
本 文 没 讣 （ Ｚ ｇ ｅ市点 是 星 型 ｇ ｉＢｅ ， Ｊ
品相 比 ，无 线解 决 方 案 的 优势 在 于 节 点 所 构 成 的 网络 。ＺｉＢｅ 技 术 支 结 构 中最 简 单 的 双 节点 『 络 ， 日 ｒ ｇ ｅ 积 ］ ｌ九 Ｊ
，
、
１
对 楼 宇 自动化 和 工 业 产 生 重大 的影 的 全 功 能 设 备 （ｕ】 ｕ ｃｉｎＤｅ ｉｅ 的 程序 来 决 定 。 无 线抄 表 系 统 的硬 Ｆ ｌＦ ｎ ｔ ｖｃ ， ｏ
响 。 本 文研 究 的 远 程 抄表 系统 就 摹 Ｆ Ｄ） Ｆ Ｆ 。Ｆ Ｄ是 具 有 转 发 与路 由能 力 件 结 构 如 网 １ 示 。 所 于 Ｚ ｇ ｅ 技术 实 现 了 无 线 自动 抄 表 的节 点 。终 端 设 备 可 以是 Ｆ Ｄ或 简 ｉＢ ｅ Ｆ
理
发射 去 。
无 线 收 发
模 块 主 要 由
ＣＣ２ ２ ４ ０芯 片
系 统 软 件 设 计
Ｍｉｒｃ ｉ ＺｉＢ ｅ协 议 栈 ｃｏ ｈｐ的 ｇ ｅ 完 整 的ＺｉＢｅ 协议 栈 自上 而 下 ｇ ｅ
和 ２４ ．ＧＨｚ射
应 数 频 天 线 以 及相 由应 用层 、 用 汇 聚 层 、网络 层 、
