基于ZigBee技术的无线路由抄表研究及应用

发布时间：2017-12-09 09:28

  本文关键词：基于ZigBee技术的无线路由抄表研究及应用

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【摘要】：对电力部门和用户来说,传统的人工抄表方式以其入户难、人工工资支出高、劳动工作强度大等缺点,严重影响电力部门的工作效率。虽然有些区域已经实施了用有线抄表自动化系统来替代传统的人工抄表方式,但是也存在着一些的限制和安全隐患,线路存在短路、断线的危险且安装布线成本比较高,已经越来越不能满足社会发展和居民用户的需求。国外基本上都采用了无线抄表自动化系统。相对于国外,国内对无线抄表自动化系统技术的研究比较晚。本论文在IEEE 802.15.4标准的低速率无线个人局域网协议的基础上,对ZigBee技术协议的物理层、媒体访问控制层、网络层、应用层进行了学习,并分析了ZigBee技术的网络拓扑结构。通过对无线抄表自动化系统的学习、调研和分析,结合设计要求和应用场景,设计出本论文所述的多功能电表系统,并对其系统结构进行分析,同时也涉及到两个国家电网公司企业标准《Q/GDW 1376.2-2013集中器本地通信模块接口协议》和《DL-T 645-2007多功能电能表通信规约》,并具体介绍了它们的数据格式和传输方式。多功能电表系统集中器和电能表无线通信模块都采用高性能、低成本、低功耗的STM32F103RC系列嵌入式微控制器(MCU)及低功耗的CC1100E无线射频芯片(RF)为核心的设计模式。硬件上根据数据手册,对无线通信模块的各功能电路的工作原理做了详细的设计和分析。软件上在对Z-Stack进行了少量的简化及补充的基础上,以实现无线通信模块的设计要求为目的,对无线通信模块工作流程进行设计,实现电能数据的无线传输。在多功能电表系统设计并实施完成后,搭建了软件测试环境。对多功能电表系统无线通信模块的性能、系统工作流程的合理性、电能信息数据帧的发送和解析等进行了测试。测试结果表明多功能电表系统无线通信模块性能达到设计要求、系统工作流程设计合理、能够正确抄读并正确显示出电能表的电能数据。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92;TM933.4

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本文编号：1269905