基于ZigBee无线传感器网络的电表监控系统的设计实现

发布时间：2017-10-09 16:39

  本文关键词：基于ZigBee无线传感器网络的电表监控系统的设计实现

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【摘要】：随着经济的迅速发展,导致用电量日益增加,这给电网带来了一些新的问题。越来越多的供电部门或单位需要对电表用电量进行有效的实时监测和控制,尤其是作为东南亚的国家新加坡来说,市政部门迫切需要更加经济、安全、可靠的电表监控系统来实时监测新加坡各个区域的用户用电情况。近年以来,国家也采取许多措施来对电能进行监测控制,其中通过大量智能电表取代了传统电能表,无线自动抄表技术逐步取代有线抄表。新加坡政府一直致力于发展“智能电网”,根据新加坡市政单位电网监测需求,本文主要研究了基于无线传感器网络的电表监控系统。本文首先进行系统总体设计,提出并设计了基于ZigBee无线传感器网络的电表监控系统。本系统设计分为四部分：数据采集模块、智能电表设计模块、无线传输模块和上位机显示界面。通过对ZigBee协议标准和体系结构进行了研究分析,选用无线传感器的Mesh拓扑(网状拓扑)搭建。采用MAXIM公司生产的78M6613高度集成芯片和美国DIGI公司的ZigBee无线传感器通讯模块作为硬件平台。利用RS485串行通讯接口对电表进行数据采集,把采集到的数据信息通过ZigBee网络传输到远程管理的计算机终端系统,存储并实现远程监测和控制功能。同时将用电情况及时有效地进行数据分析传送给用户。利用本文设计电路搭建测试平台,并采用两组节能灯在该平台上进行测试实验,验证了所设计的无线传感器网络电表监控系统方案的有效性。表明该系统满足设计要求,同时也具备一定的新颖性和实用性。本文的研究内容是新加坡市政单位重点项目《Wireless Power Meter Monitoring System》。
【关键词】：ZigBee 数据处理 电表监控 管理软件 仿真实验
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM933.4;TN92;TP212.9
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题的背景及意义10-11
• 1.2 基于无线传感器电表监控系统的研究现状11-13
• 1.2.1 自动抄表技术研究现状11-12
• 1.2.2 无线传感器网络研究现状12-13
• 1.3 本文主要的研究内容13-14
• 1.4 本文结构安排14-16
• 第二章 无线传感器网络及电表监控技术概述16-25
• 2.1 无线传感器网络概述16-19
• 2.1.1 无线传感器网络体系结构16-17
• 2.1.2 无线传感器网络通信协议17-19
• 2.2 短距离无线通信技术ZigBee19-23
• 2.2.1 ZigBee技术概述19-20
• 2.2.2 ZigBee协议分析20
• 2.2.3 ZigBee协议栈结构和原理20-23
• 2.3 电表监控技术概述23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 基于ZigBee的电表系统的设计与实现25-46
• 3.1 智能电表的总体设计结构25-39
• 3.1.1 电能计量的基本原理26-28
• 3.1.2 78M6613芯片介绍28-33
• 3.1.2.1 输入前端30-31
• 3.1.2.2 计量存储31-32
• 3.1.2.3 微处理器32-33
• 3.1.3 数据采集模块设计33-34
• 3.1.4 软件主程序34-36
• 3.1.5 仿真模块36-37
• 3.1.6 电表误差校正37-39
• 3.2 无线传感器ZigBee内部结构39-42
• 3.2.1 Xbee射频模块40
• 3.2.2 Xbee网络构架和网络安全40-42
• 3.3 Dijkstra路由器算法研究42-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 监控系统用户界面的设计与实现46-52
• 4.1 软件功能需求及总体方案设计46-50
• 4.1.1 软件功能需求46-49
• 4.1.2 总体方案设计49-50
• 4.2 服务器管理软件程序设计和实现50-51
• 4.2.1 网络连接程序设计50
• 4.2.2 数据处理程序设计50-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第五章 监控平台的在线监测与分析52-56
• 5.1 监测分析目的52
• 5.2 实验结果分析52-55
• 5.3 本章小结55-56
• 总结与展望56-58
• 总结56-57
• 展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-65
• 附录65-67
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和参与的项目67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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3 王思彤;周晖;袁瑞铭;易忠林;;智能电表的概念及应用[J];电网技术;2010年04期

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本文编号：1001298