基于zigbee的远程自动抄表系统设计

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1、曲阜师范大学硕士学位论文基于ZigBee的远程自动抄表系统设计姓名：隋宗斌申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：武玉强20090401于两斐一方面，我国电力事业迅速发展，供电企业和用户都迫切需要现代化管理手段的介入，另一方面，计算机技术和通信技术不断成熟和进步。在技术和管理两方面亟待改革的迫切需求下，各种自动抄表技术逐渐发展起来。目前比较流行的自动抄表方式有IC卡预付费方式、电力线载波方式、GPRS蜂窝网络方式等，但是各种方式都存在一定的缺点，而没有大范围的推广。本文提出一种由ZigBee无线网络和GPRS蜂窝网络混合组网的无线自动抄表系统设计方案

2、，实现了以最低的组网、运行成本安全可靠的抄取用户的用电数据。ZigBee是一种新兴的近距离、低功耗、低速率、低成本的无线网络技术，适用于通信数据量不大，数据传输速率相对较低，分布范围较小但节点较多，对数据的安全可靠有一定要求，而且成本和功耗都非常低的场合。GPRS是在现有GSM网络基础上叠加的一个专为高速数据通信而设计的新网络。用户使用GPRS实现数据的分组发送和接收，具有实时在线、按流量计费、快捷登录、高速传输、自如切换等优点，能迅速降低服务成本、提高服务质量。采集终端是本自动抄表系统的硬件核心，它是基于MSP430F149单片机的嵌入式数据处理、收发系统，通

3、过CC2430芯片与集中器通信，通过RS．485总线与电能表通信。MSP430F149单片机是德州仪器推出的一款16位超低功耗RISC结构的混合信号处理器，它具有丰富的片内设备和超低的功耗。CC2430芯片是Chipcon公司生产的符合ZigBee技术规范的2．4GHz射频系统单芯片，它只需要很少的外围部件配合就能实现信号的收发功能。本文主要论述了采集终端的设计过程。通过对采集终端的功能分析，首先确定其主要由核心处理器、日历时钟电路、存储器电路、RS．485接口电路、无线通信电路等几部分组成，然后进行各部分电路的器件选型并做出采集终端的原理图和PCB版图。在采集

4、终端的软件设计部分主要介绍了跟电能表和CC2430的通信协议和实现过程。由于MSP430F149单片机不具有IIC总线接口，本文给出了一种软件模拟IIC接口方案，实现跟存储器芯片和时钟日历芯片的通信。本文还简单介绍了集中器和管理软件的设计过程，最后给出了改进本自动抄表系统的一些方向。关键词：自动抄表系统，ZigBee，采集终端，MSP430F149，CC2430AbstractOntheonehand，becauseoftherapiddevelopmentofChinesepowerindustry,powersupplyenterprisesandusers

5、urgentlyneedmodemmanagementmethod；ontheotherhand，thecomputertechnologyandcommunicationtechnologyhavebeenprogressingandmature．Becauseoftheurgentneedofreformsabouttechnologyandmanagement，thevariousautomaticmeter-readingtechnologieshavebeengraduallydeveloped．Currentlypopularautomaticmet

6、er-readingmethodsincludingICcardprepaymentway，powerlinecarrier，GPRScellularnetworkandSOon．Eachwayhascertainshortcoming，asaresulttheyhaven'thadthewiderangepromotion．Thispaperputsforwardaschemeforwirelessautomaticmeter—readingsystemdesignedbyZigBeewirelessnetworkandGPRScellularnetworks

7、，inordertocopyuser’Sdatasafelywithlowestcost．ZigBeeisanemergingatcloserange，lowpower'lowspeed，low—costwirelessnetworktechnology,suitablefornotamountofdatacommunication，smallrangebutmanypoints，safeandreliabledatatransferbutlowrate，andlowcostandpowerconsumption．GPRSisanewnetworkdesigne

8、dforhi出-spee