基于ZigBee的无线远程抄表系统设计

发布时间：2017-09-05 15:20

  本文关键词：基于ZigBee的无线远程抄表系统设计

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【摘要】：进入本世纪,由于信息技术的进步以及世界各国对电力能源依赖的不断加大,电力行业的发展受到越来越多的重视。构建更加安全、高效、可靠、经济的电力系统,成为国内外电力行业的首要任务。作为电网建设不可或缺的部分,抄表系统的发展却相对比较落后。论文针对传统的远程抄表系统只能从电表到监控中心的单向通信,无法实现监控中心对电表数据主动采集和实时监控的缺点,提出了一种具备双向通信能力的主动采集式远程抄表系统,即基于ZigBee的无线远程抄表系统。本系统包括监控中心、基于ZigBee和GPRS的集中器、ZigBee采集器和智能电表。对ZigBee网络中的集中器和采集器节点的软硬件进行了优化和设计,实现ZigBee节点通信距离为0-70米,丢包率小于0.9%,节点功耗比常用GPRS/WiFi模块降低70%以上。通过设计采集器由485总线控制多块电表,取代常规的一表一个通信模块方案,将单表平均数据采集时间控制在1秒以内,简化了网络,避免了信道阻塞。对监控中心进行了数据采集软件设计,将电表总电能、实时功率、实时电流数据进行采集和存储。设计了数据分析软件,采用图形化曲线显示方案,曲线横坐标为抄表时间,纵坐标为相应电表数据。软件可以同时显示多条数据曲线,方便数据比较分析和对以后用电情况的预测。将无线远程抄表系统应用于公司员工宿舍用电量采集中,系统可以准确地实时获取电表电能值并存入公司数据库。测试表明该系统方案可行,软硬件设计较为合理,系统运行状态良好,对远程抄表系统的发展具有很好的推动作用。
【关键词】：远程抄表系统 通信协议 网络 ZigBee 监测 图形化
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92;TM933.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状与分析10
• 1.3 国内现有电表数据抄表方式10-12
• 1.4 ZigBee与其他几种无线通信技术的比较12-13
• 1.5 论文内容安排13-15
• 2 无线远程抄表系统整体方案设计15-22
• 2.1 ZigBee的技术介绍15-18
• 2.2 无线远程系统方案论证及选择18-19
• 2.3 系统总体结构设计19-20
• 2.4 系统功能单元与工作过程20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 3 无线远程抄表系统硬件电路设计22-29
• 3.1 ZigBee通信系统主控芯片选型22-23
• 3.2 采集器主要功能模块硬件电路设计23-26
• 3.3 集中器主要功能模块硬件电路设计26-27
• 3.4 智能电表介绍27-28
• 3.5 本章小结28-29
• 4 无线远程抄表系统软件设计29-44
• 4.1 软件开发环境介绍29-30
• 4.2 ZigBee网络通信协议的软件实现30-31
• 4.3 采集器软件设计31-35
• 4.4 集中器软件设计35-37
• 4.5 监控中心软件设计37-43
• 4.6 本章小结43-44
• 5 无线远程抄表系统测试及实验结果44-51
• 5.1 ZigBee节点通信可靠性测试44-45
• 5.2 ZigBee节点功耗测试45-46
• 5.3 ZigBee网络抓包测试46-48
• 5.4 系统运行测试48-50
• 5.5 本章小结50-51
• 6 总结与展望51-53
• 6.1 总结51-52
• 6.2 展望52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-58
• 附录1作者在攻读硕士学位期间发表的论文58

【参考文献】

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本文编号：798733