基于Zigbee_SOC技术的无线抄水表系统研究与设计-论文.pdf

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1、第36卷第2期湘潭大学自然科学学报Vo1．36No．22014年6月NaturalScienceJournalofXiangtanUniversityJun．2014基于Zigbee_SOC技术的无线抄水表系统研究与设计薛同莲，施建珍，方靖淮，许田，崔荣华(南通大学理学院，江苏南通226000)[摘要]主要对无线自动抄水表系统的设计与实现进行研究，建立了Zigbee协议网络，完成了协调器的设计、采集终端设计和管理系统软件的设计．介绍了硬件电路和软件设计过程．所研制的无线自动抄水表系统操作便捷、精准高效．关键词：

2、Zigbee无线网络}传统抄水表；无线抄水表；管理系统中图分类号：TN915文献标识码：A文章编号：1000—5900(2014)O2一O114—03ResearchandDesignforWirelessAutomaticWaterMeterReadingSystemBasedonZigbee_SOCTechnologyXUETong—lian。SHIJian—zhen。FANGJing—huai-XUTian，CUIRong—hua(CollegeofScience。NantongUniversity。Na

3、ntong226000China)[Abstract]Thispapergivesmuchefforttothedesignandimplementationofthewirelessautomaticmetersystem．Itmainlyconsistsofthefollowingparts：theestablishmentofaZigbeeprotocolnetwork-comple—tedthedesignofthecoordination，collectionterminalandmanagement

4、softwareinterface．Itdescribesthehardwareandsoftwaredesignprocess．Thedevelopedwirelessautomaticmeter-readingsystemisconven—ient-accurateandefficient．Keywords：Zigbeewirelessnetwork；traditionalmeterreading；wirelessmeterreading；managementsys—tem随着现代科技的飞速发展，无线自动抄

5、水表系统越来越受到人们的关注．目前无线自动抄水表系统最常见的实现技术是Zigbee协议．Zigbee协议采用IEEE802．15．4通信标准，是一种短距离、低功耗、低传输速率、低成本、低复杂度的无线网络技术，主要用于近距离传输数据，适合用于无线数据采集、无线工业控制、楼宇自动化等场合I1]．但在具体的实践中，无线自动抄水表系统的设计与实现也存在一些问题，如2．4GHz射频芯片传输距离的局限性、电池供电能量的持续性等问题_2]．论文主要对无线自动抄水表系统的设计与实现进行研究，根据小区水表数据管理现状，建立了Zi

6、gbee协议网络，完成了协调器的设计、采集终端设计和管理软件的设计．1系统整体结构传统无线抄表系统的电路结构大都采用无线射频收发模块与控制模块相分离的结构，如E3-1中的无线抄表系统，是以CCI100芯片构建的Zigbee射频收发模块与Atmega88单片机构建的控制模块合成实现整个硬件系统，其硬件复杂性、成本都会增加，而系统可靠性有所下降．本文采用了集2．4GHzIEEE802．15．4、Zigbee和RF4CE应用为一体的德州仪器CC2530片上系统(SoC)芯片作为主控模块，以此形成系统解决方案，其特点是

7、能够以较低的总材料成本建立完整的网络节点．无线自动抄水表系统是由管理中心、集中器、采集器、智能水表构成(如图1)．智能水表与采集器相连，采集器通过Zigbee协议网络与小区管理中心的集中器进行数据通信．管理中心是小区范围内的无线自动抄水表系统的管理平台．它既可接收底层智能水表的各种数据，也可以向下传递自己的各种命令，管理整个系统，还要处理各种分析、汇总、报警等业务．*收稿日期：2014—01—15基金项目：科技部国家重大仪器专项(2011YQ03013403)；南通大学自然科学类科研基金项目(12ZO3O；11

8、Zo53)通信作者：施建珍(1969一)，女，江苏南通人，副教授．E—mail：sjz1969@ntu．edu．cn第2期薛同莲，等基于Zigbee—S0C技术的无线抄水表系统研究与设计1152主要硬件电路设计系统的硬件电路主要包括采集器、集中器和管理中心的协调器等部分．2．1采集器针对2．4GHz射频芯片传输距离的局限性，[3]综合了SimpliciTI协议和Zigbee协议，构建了