zigbee远程无线抄表系统的设计

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1、论文题目：ZigBee远程无线抄表系统的设计专业：微电子学与固体电子学硕士生：周鑫(签名)指导教师：朱向东(签名)摘要目前，我国的供热系统还主要是粗放式模式管理，以供暖面积进行结算，这种方式不仅造成了能源大量的浪费，也不利于节能环保。按热量分户计量的智能供热系统正在兴起，其核心是远程抄表系统。本文提出了基于ZigBee无线通信技术的远程抄表系统，ZigBee作为一种新兴的无线网络技术，具有低功耗、低速率、低成本等特点，适用于通信数据量不大，数据传输速率相对较低的工业自动化监控、无线抄表等物联网领域。首先，对ZigBee协议栈中的物理层、MAC层、网络层、应用层等各层协议进行了研究分析，并对Zi

2、gBee网络的三种基本的拓扑结构以及树型路由协议进行了详细的阐述，在此基础上，设计了“一区多网”的网络拓扑方案，对传统的抄表系统进行了改进，在无需更换原有热表的基础上，利用现有仪表总线，完成无线抄表，取代了以往一表一ZigBee模块和一总线一GPRS模块的抄表方案，简化了网络结构，提高了系统运行的稳定性，大大节约了使用成本。其次，进行了数据采集器、区域集中器以及电磁阀控制电路的硬件设计，并对传统ZigBee无线模块进行了优化，增加了CC2591射频前端，扩大了通信距离。在区域集中器中采用了MSP430F2618作为核心处理器，对整个区域的数据进行处理，数据采集底板上设计了M-Bus接口部分，增

3、加了电磁阀控制电路，可以通过ZigBee无线网络控制热力管道阀门的状态。对各模块的供电部分设计了不同的方案，以满足复杂工作环境下的需要，在进行各部分电路器件的选型时，充分考虑了系统低功耗的特点，选择了低功耗的器件和芯片，设计中利用了AltiumDesigner10软件绘制了各个模块的原理图。最后，通过Z-Stact协议栈架构，网络的建立，节点加入以及数据传输等各阶段的研究分析，对系统各部分进行了软件设计。然后，进行了点对点数传实验，利用PacketSniffer软件对数据包进行分析，完成网络的性能测试，测试结果表明，系统方案可行，软硬件设计合理，各项指标达到了预期的设计目标。本设计还可以应用于

4、各类水、电、气表为终端的无线抄表系统，在物联网行业具有广泛的应用前景。关键词：无线抄表系统；ZigBee；一区多网；CC2530研究类型：应用研究Subject:DesignofRemoteWirelessReadingMeterSystemBasedonZigBeeTechnologySpecialty:Micro-electronicsandsolidstateelectronicsName:ZhouXin(Signature)Instructor:ZhuXiangdong(Signature)ABSTRACTAtpresent,theheatingsystemisstillextensi

5、vemanagementmodeinChina,whichcalculatedheatingarea.Thisapproachnotonlyresultedinawasteofenergy,butisnotconducivetoenergysavingandenvironmentalprotection.Meanwhilethehouseholdmeteringintelligentheatingsystemisemerging,whichisbasedremotemeterreadingsystem.Thearticledescribesthewirelessreadingmetersyst

6、embasedonZigBeetechnology.ZigBeeisanewglobalstandardforwirelesscommunication,withthecharacteristicsoflow-cost,lowPowerconsumption,lowdatarate.Itappliestoindustrialmonitoring,buildingautomation,wirelessmeter-readingandindustrialcontrols.Firstly,thephysicallayer,MAClayer,networklayerandapplicationlaye

7、rofZigBeeprotocolstackareanalysised.BasingonthestudiesofthreebasictopologyoftheZigBeenetworkandCluster-Treeroutingprotocolindetail,thesolutionofadistrictmulit-networkisapplied.Itreplacethetraditionala