基于ZigBee的电量采集及分析系统

发布时间：2017-06-11 12:04

  本文关键词：基于ZigBee的电量采集及分析系统，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：采集系统被广泛应用于水、电以及煤气等公共管理部门,可谓与人们的生活息息相关。进入新世纪以来,每个行业都在实现信息化与智能化,电力行业也走上了自动化发展道路。传统的电量采集方式受距离、环境等多种因素的制约,因而成本偏高且效率低下,使得采集困难而且数据读写不及时,最终使得管理中心很难有效获取仪表的准确数据,从而不易对数据进行后续的分析处理。Zig Bee技术是近年来兴起的一类低速率无线传感技术,可以实现自组网短距离传输而且功耗小,具有强大的市场竞争力,该项技术对当前布线复杂、效率低下的采集系统来说无疑是一种很好的解决方案。利用Zig Bee作为局部无线组网方式,同时将Zig Bee技术应用于电量采集分析系统中,则可以对用户电量实现无线采集并使用上位机对电量数据进行统计分析、生成数据报告,这对社会开展高效节能的工作是一项意义重大的事情。本文首先对Zig Bee技术的特点进行了简要概述,同时介绍了组网流程,并提出电量采集及分析系统框架方案。设计了系统各模块的硬件,主要包括集中器和采集终端,其中采集终端设备由采集器与电表组成,两者由光耦RS485相连接;采集器与集中器均采用融合了8051内核的CC2530单芯片解决方案;集中器通过RS232与上位机进行通讯。本系统软件的开发环境为IAR7.5和Z-Stack,人机界面设计通过Visual Studio 2010采用C#代码编写并结合SQLServer2000数据库共同完成。能够为用户用电情况提供科学的统计分析、计价、存储等处理。最后,文章对系统的模拟实验进行了介绍,通过测试验证了本文设计思路的可实施性。图48幅,表5个,参考文献58篇。
【关键词】：ZigBee协议 自组网 集中器 电量采集分析
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM76;TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题背景及意义10
• 1.2 现有采集方式10-12
• 1.2.1 人工采集方式11
• 1.2.2 IC预付费方式11
• 1.2.3 低压电力线载波方式11-12
• 1.2.4 无线采集方式12
• 1.3 国内外研究发展现状12-13
• 1.4 论文的主要内容及结构13-16
• 1.4.1 论文研究的主要内容13
• 1.4.2 论文组织结构13-16
• 2 无线通讯技术与ZigBee协议16-28
• 2.1 几种无线通讯技术比较16-18
• 2.1.1 蓝牙技术（Bluetooth）16
• 2.1.2 无线高保真技术（Wireless Fidelity,Wi-Fi）16-17
• 2.1.3 红外通信技术（Infrared red Data Association,IrDA）17
• 2.1.4 ZigBee技术17-18
• 2.2 Zig Bee的协议介绍18-28
• 2.2.1 ZigBee协议的起源18
• 2.2.2 ZigBee技术的特点及应用18-19
• 2.2.3 ZigBee的设备类型19
• 2.2.4 ZigBee网络拓扑19-21
• 2.2.5 ZigBee协议栈21-28
• 3 电量采集网络节点硬件设计28-44
• 3.1 电量采集网络节点硬件总体设计28-29
• 3.2 芯片选型29-30
• 3.3 采集终端的硬件设计30-37
• 3.3.1 电表与采集器的接.电路30-33
• 3.3.2 CC2530片上系统核心电路33-36
• 3.3.3 电源电路设计36-37
• 3.4 集中器节点硬件设计37-42
• 3.4.1 JTAG接.电路设计38-39
• 3.4.2 串.通信接.设计39-40
• 3.4.3 液晶显示电路设计40
• 3.4.4 复位电路设计40-41
• 3.4.5 键盘及指示电路设计41-42
• 3.5 硬件抗干扰设计42-44
• 4 采集及分析系统软件设计44-66
• 4.1 系统实现技术及开发平台44-48
• 4.1.1 网状结构组网的实现44-47
• 4.1.2 ZigBee开发软件平台47-48
• 4.2 采集器及路由器软件设计48-53
• 4.2.1 主程序设计48-50
• 4.2.2 初始化程序50-51
• 4.2.3 中断子程序51-52
• 4.2.4 电量的采集和发送52-53
• 4.3 集中器节点软件设计53-57
• 4.3.1 主程序设计53-54
• 4.3.2 键盘扫描程序54-55
• 4.3.3 液晶驱动程序55-57
• 4.4 上位机相关软件设计57-66
• 4.4.1 多线程的实现58-59
• 4.4.2 串.通信部分59-62
• 4.4.3 人机界面部分62-63
• 4.4.4 数据库功能的实现63-66
• 5 系统调试与分析66-70
• 5.1 系统硬件部分调试66
• 5.2 组网测试66-68
• 5.3 电量采集传输测试68-69
• 5.4 误帧率的测试69-70
• 6 总结与展望70-72
• 6.1 总结70
• 6.2 工作展望70-72
• 参考文献72-76
• 作者攻读学位期间发表学术论文清单76-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 朴成洙;杨仁刚;冯小明;;电力测控仪表键盘操作与液晶显示的软件实现[J];液晶与显示;2010年03期

  本文关键词：基于ZigBee的电量采集及分析系统，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：441524