基于ZigBee和GPRS的智能抄表系统的设计

发布时间：2017-09-01 07:29

  本文关键词：基于ZigBee和GPRS的智能抄表系统的设计

  更多相关文章： 智能抄表系统 ZigBee技术 GPRS技术 区域集中器

【摘要】：近年来我国经济发展迅速,人民生活水平显著提高,一方面居民基础建设加快导致电表数量显著增加,另一方面,随着信息化与自动化的普及,当今社会已经逐渐迈入了物联网时代,这两个方面的因素促使人们对如何更高效的管理电能提出了越来越高的要求,针对现有的各种电表抄送方案的效率低、成本高等弊端,本文提出了一种智能抄表方案,方案结合了GPRS与Zig Bee两种无线通信技术,设计了一种智能抄表系统,系统在局域网以Zig Bee技术为基础组建了抄表网络,在广域网以GPRS技术为基础完成与抄表中心的网络连接,系统具有成本低、功耗低、自组网、应用性强和易维护等优点。整个智能抄表系统由区域集中器、中继器、数据采集终端组成。其中区域集中器是整个系统的核心模块,集中器中集成了Zig Bee通信模块,GPRS通信模块以及微处理器等模块。向上通过GPRS模块与抄表中心连接,接收来自抄表中心的指令,向下通过Zig Bee模块与整个区域的中继器和数据采集模块连接,向它们发送抄表指令并且接收抄送数据,此外,集中器还负责Zig Bee网络的组建和维护等工作。中继器是一个Zig Bee模块,在集中器和采集终端之间起到承上启下的作用,负责Zig Bee网络的拓展以加强网络的稳定性。数据采集模块包含了Zig Bee模块和电表节点,主要实现电表节点的数据采集和传输功能。本系统经过了大量的实地测试,测试结果表明本系统可以准确、及时、高效的完成电表数据的采集和传输工作,系统无线通信质量较好,抗干扰能力较强,具有很高的应用价值。
【关键词】：智能抄表系统 ZigBee技术 GPRS技术 区域集中器
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM933.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-15
• 1.1 研究背景12
• 1.2 国外智能抄表系统发展现状12-13
• 1.3 国内智能抄表系统发展现状13-14
• 1.4 论文的主要工作14
• 1.5 论文的组织结构14-15
• 第2章 智能抄表系统技术基础15-30
• 2.1 Zig Bee技术15-22
• 2.1.1 Zig Bee与其他短距离无线通信技术15-16
• 2.1.2 Zig Bee技术的起源16
• 2.1.3 Zig Bee技术特点16-17
• 2.1.4 Zig Bee协议框架17-20
• 2.1.5 Zig Bee设备类型20-21
• 2.1.6 Zig Bee网络拓扑结构21-22
• 2.2 GPRS技术22-29
• 2.2.1 GPRS技术概述22-23
• 2.2.2 GPRS技术特点23-24
• 2.2.3 GPRS网络架构24-27
• 2.2.4 GPRS网络架构27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 智能抄表系统的总体方案设计30-34
• 3.1 智能抄表系统设计指标分析30-31
• 3.2 智能抄表系统整体架构31-32
• 3.3 智能抄表系统网络拓扑结构32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 智能抄表系统的硬件设计34-48
• 4.1 智能抄表系统基本构成34
• 4.2 Zig Bee无线通信模块34-37
• 4.2.1 Zig Bee解决方案34-36
• 4.2.2 CC2530模块的外围电路设计36-37
• 4.3 GPRS无线通信模块37-40
• 4.3.1 GPRS模块解决方案37-39
• 4.3.2 SIM900A模块外围电路设计39-40
• 4.4 区域集中器硬件电路设计40-45
• 4.4.1 主控芯片电路设计41
• 4.4.2 集中器电源设计41-43
• 4.4.3 时钟电路设计43-44
• 4.4.4 存储模块电路设计44-45
• 4.5 数据采集终端硬件设计45-47
• 4.5.1 RS485通信模块45-46
• 4.5.2 电源模块设计46-47
• 4.6 本章小结47-48
• 第5章 智能抄表系统的软件设计48-55
• 5.1 智能抄表系统数据协议格式48-49
• 5.1.1 GPRS协议帧格式48
• 5.1.2 Zig Bee数据转发帧格式48-49
• 5.1.3 读写命令帧格式49
• 5.2 软件开发平台49-51
• 5.2.1 Zig Bee软件开发环境49
• 5.2.2 Z-Stack协议栈软件架构49-51
• 5.3 系统主模块软件设计51-53
• 5.3.1 集中器软件设计51-52
• 5.3.2 中继器软件设计52-53
• 5.3.3 数据采集器软件设计53
• 5.4 本章小结53-55
• 第6章 系统测试55-59
• 6.1 测试平台搭建55
• 6.2 GPRS联网测试55-56
• 6.3 Zig Bee网络运行测试56
• 6.4 数据采集测试56-58
• 6.5 通信质量测试58
• 6.6 本章小结58-59
• 总结59-61
• 结论59
• 展望59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈丽华;;关于智能抄表系统应用对电费回收的影响分析[J];中国外资;2012年05期

2 师坦丁;;香港中华电力有限公司电子抄表系统[J];华北电力技术;1992年07期

3 董小英;;智能抄表系统对电费回收的影响[J];中国高新技术企业;2013年35期

4 舒洪,朱敏;三线一表远端抄表系统的研制[J];南昌大学学报(理科版);2000年02期

5 潘峰;分布式抄表系统[J];自动化仪表;2000年08期

6 朱益飞;油田高压电能智能抄表系统[J];电气时代;2002年10期

7 陈向群;台区管理抄表系统[J];大众用电;2002年07期

8 杨福敏;浅谈电网同步计量抄表系统的应用[J];河北煤炭;2003年05期

9 李晔,于大鹏,牛忠霞;基于短消息业务的新型远程智能抄表系统[J];信息工程大学学报;2003年01期

10 李文涛;;工频畸变抄表系统的探讨[J];农村电工;2007年06期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 唐悦;;载波抄表系统中几种问题的探讨[A];2003中国电机工程学会电力系统自动化专委会供用电管理自动化分专业委员会成立暨第一届学术交流会议论文集[C];2003年

2 冯侃;吴斌;王俊芳;殷树刚;;超窄带载波抄表系统在低压电网信息采集系统中的应用[A];2005中国电机工程学会电力系统自动化专委会全国供用电管理自动化学术交流暨供用电管理自动化学科组第二届年会论文集[C];2005年

3 王翔;许杰雄;;浅析塑料光纤与智能抄表系统[A];2012年电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C];2013年

4 冷玉池;韩如成;;CAN总线在智能抄表系统中的应用[A];工业自动化应用实践——全国（第五届）炼钢、连铸和轧钢自动化学术会议论文集[C];2002年

5 段立斋;李艾华;崔宏亮;;一种基于Windows Mobile的点检手抄表系统设计[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年

6 梁润康;邱彦斌;;远程智能抄表系统技术浅析[A];通信电源新技术论坛2011通信电源学术研讨会论文集[C];2011年

7 颜愉愉;;基于移动GIS的智能抄表系统功能介绍[A];第七届中国城镇水务发展国际研讨会论文集--S10：城市水务企业的绩效管理[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前8条

1 通讯员 李文博;安丘公司抄表系统引入新科技[N];中国电力报;2006年

2 翁朝敏;厦门首个光纤抄表系统试运行[N];国家电网报;2010年

3 陆项羽;上海公司智能抄表系统通过加拿大检测[N];国家电网报;2009年

4 记者 何碧宝;新型抄表系统通过国家鉴定[N];中华建筑报;2002年

5 记者　陈义玲;国电科技推出国际领先200M远程电力线抄表系统[N];中国电力报;2007年

6 邱小平;华立集团在泰国“热身”[N];中国机电日报;2001年

7 殷树刚;载波抄表系统——成功的信息技术[N];中国电力报;2002年

8 殷树刚;载波抄表：电力数据轻松采集[N];中国电力报;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 曹广;基于3G网络的无线热量抄表系统设计[D];曲阜师范大学;2015年

2 田洪滨;基于GPRS的电能抄表终端设计与实现[D];大连理工大学;2015年

3 李辉;基于多Agent数据协调的无线智能抄表系统设计[D];河北工业大学;2015年

4 侯志辉;智能抄表系统的研发与应用[D];华北电力大学;2015年

5 刘硕;基于电力线路载波通讯的远程自动抄表系统开发和应用[D];华北电力大学(北京);2016年

6 张洁;基于ZigBee和GPRS的智能抄表系统的设计[D];湖南大学;2016年

7 卜新华;农村电力抄表系统研究与实现[D];北京邮电大学;2010年

8 郑宇;远程电力抄表系统[D];贵州大学;2008年

9 李晓伟;抄表系统数据终端通讯功能的设计与实现[D];华中科技大学;2007年

10 刘洪志;基于电能管理平台抄表系统的研究[D];广东工业大学;2005年

，

本文编号：770750