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1、单片机Zigbee技术在远程抄表系统中的应用张成武谭斌(河北工业大学图书馆天津300130，天津滨海信息技术协作中心天津300467）摘要:开发了基于ZigBee技术实现无线水表及抄表系统,并介绍了其软件、硬件设计方法。采用的MCU和射频收发模块分别为Freescale公司生产的MC9S08GT60和MC13193,讨论了脉冲信号采集方法、ZigBee无线通信接口的实现以及ZigBee协议到Meter2Bus协议的转换等问题,最后展望了无线水表的应用价值和ZigBee技术的发展前景。关键词:Zigbee,远程抄表,信号采集中图分类号:TH765.2*6文献标识码:A
2、ImplementationmethodsofWirelesscontrolsystemforremotewater-meterZHANGChengwu,TANBing(HebeiTechnologicalUniversity,Tianjin,300130，CenterofBinhaiInformationTechnology,Tianjin,300467)Abstract:whilepartoftheprincipleofthistechnologyanditsdevelopmentmethodareexpounded,thedesignofsoftwareand
3、hardwareforZigBee2basedwirelesswater-meterreadingsystemaredescribed.Thentheacquisitionofimpulsesignal,implementationofZigBee2basedwirelesscommunicationinterfaceandtransformationfromSigsbeeprotocoltoMeter2Busprotocolarediscussed.Finally,thevalueofwirelesswatermeterreadingapplicationsand
4、futureZigBeetechnologydevelopmentareoutlined.Keywords:Zigbee,Wirelesswater-meterreading,Signalacquirement.1.引言目前,各种计测式仪器仪表被广泛地应用于生产、生活、实验等领域。在工业,民用,医用军用,气象,商业,特种工业等行业,需要对各种数据进行测控和计量,并以此做出正确的统计与处理,因而对仪器仪表的需求量很大。但是由于传统的抄表工作需要由人工去完成,随着工业化的发展,大规模的抄表任务已经远远超过了人力抄表的范围；特别是在环境恶劣,抄表困难,甚至人际罕至的环境下
5、,人力抄表已经完全不能胜任了。本文采用的MCU和射频收发模块分别为Freescale公司生产的MC9S08GT60和MC13193,开发了基于ZigBee技术实现无线水表及抄表系统。无线抄表系统采用无线收发设备传输数据,不需专门架线,系统结构简单,节省了人力物力。本文设计的抄表系统利用Zigbee技术,通过射频收发模块直接对每只无线远程水表控制和对流量数据的读取,该远程抄表系统由管理中心数据采集终端和远程用户终端组成。2.无线水表抄表系统功能要求和设计思想2.1 无线水表功能要求无线水表功能要求有如下几点:①脉冲信号采集功能。现在的数字远传水表可以将水流转换成脉冲信
6、号,通常有每脉冲10L和每脉冲100L两种,可以通过脉冲信号的采集来实现计量功能;②兼容Meter2Bus协议。在我国现在有一个主流的水表协议,是由多家水表生产厂商和科研院所联合制定的,所以兼容时下流行的Meter2Bus协议,便于推广[1];③无线接口。无线水表需要无线接口来实现各个用户的水表的计量信息的集中抄录,可以采用ZigBee无线网络技术;④要有监控器。各个用户的水表的信息最终要通过抄表器传送到统一监控系统上来。2.2设计思想设计的无线水表抄表系统包括一个监控器和几个终端水表。使用ZigBee技术来实现无线通信网络,并选择Mesh网络[2]。这样各个中间水
7、表也可以具有路由功能,方便网络信息的传递。在硬件方面,主板包括一个ZigBee无线通信模块和一个脉冲信号采集器。ZigBee无线通信部分选择Freescal公司的解决方案,使用MC9S08GT60+MC13193来实现ZigBee通信,自己通过设计模块实现。信号采集器部分,主要通过CPU的通用外部中断来采集脉冲信号。这样设计功耗很低,CPU可以在空闲的时候处于休眠状态。在软件方面,通过对ZigBee协议栈的操作,实现ZigBee无线通信。监控器需要把监控信息上传到上位机,也可以处理来自上位机的命令,此处兼容Meter2Bus协议。3.无线水表抄表系统的实现3.1
