基于Zigbee的智能三表远程抄表系统的设计与实现

发布时间：2022-10-22 19:11

　　随着经济的快速发展和综合国力的显著增强,我国国民生活水平大幅提高,人们已经不仅仅满足于传统的生活方式,智能化社区在不断地发展。目前,我国普遍将计量仪表安装在用户室内,由工作人员人工抄表。由于用户所在的范围广、数量多,不但耗时耗力、效率低下,而且不利于社区的管理。因此,设计一套切实可行的智能三表远程抄表系统势在必行。本文依托长春市科技计划项目“基于物联网的智能建筑信息集成关键技术研究与应用平台建设”开展了基于Zigbee技术的智能三表远程抄表系统的研究与设计。本次研究将系统结构分为上层和下层两个部分。系统下层结构包括水表、电表、燃气表的采集器,Zigbee网络部分以及集中器。采集器通过接收电表数据包和累计水表、气表发出的脉冲分别实现对三表能耗数据的采集。数据的传输路径为从各采集器经Zigbee网络协调器传输至集中器,最后上传到系统服务器。在数据传输的过程中分别应用了Zigbee无线通信技术、CAN总线技术和WIFI技术。系统上层结构包括数据库、服务器和客户端,为数据的存储和调用、系统的维护与管理以及各采集器的监控和管理做出了强有力的保障。本文通过分析各硬件设备性能,研究各终端设备的电路设... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题研究目的及意义
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 论文结构组成及章节安排
第2章 远程抄表系统的总体设计方案
    2.1 无线通信技术的比较及选择
    2.2 系统结构设计
        2.2.1 上层结构设计
        2.2.2 下层结构设计
    2.3 系统总体设计方案
    2.4 通信协议设计
        2.4.1 指令段设计
        2.4.2 数据包设计
        2.4.3 系统使用指令说明
    2.5 本章小结
第3章 系统的通信方式
    3.1 水、电、气表与采集器之间的通信实现
        3.1.1 水表、气表与采集器的通信实现
        3.1.2 电表与采集器的通信实现
    3.2 采集器与协调器之间的通信实现
        3.2.1 Zigbee网络拓扑结构
        3.2.2 Zigbee协议栈的分层结构
        3.2.3 Zigbee组网
        3.2.4 数据传输方式
        3.2.5 数据包格式的设计
    3.3 协调器与集中器之间的通信实现
        3.3.1 CAN现场总线特点
        3.3.2 CAN总线模型
        3.3.3 CAN总线的帧格式
    3.4 本章小结
第4章 系统的硬件电路设计
    4.1 能耗表选型
        4.1.1 气表选型
        4.1.2 水表选型
        4.1.3 电表选型
    4.2 采集器电路设计
        4.2.1 燃气表采集器电路设计
        4.2.2 水表采集器电路设计
        4.2.3 电表采集器电路设计
    4.3 协调器电路设计
    4.4 集中器电路设计
    4.5 本章小结
第5章 系统软件设计
    5.1 下位机软件设计
        5.1.1 气表采集器软件设计
        5.1.2 水表采集器软件设计
        5.1.3 电能表采集器软件设计
        5.1.4 Zigbee通信部分软件设计
        5.1.5 CAN总线通信部分软件设计
    5.2 上位机服务器软件设计
        5.2.1 网络监管模块的设计
        5.2.2 数据监听模块的设计
        5.2.3 数据存储模块的设计
        5.2.4 自动采集与自动记录模块的设计
        5.2.5 客户端支持模块的设计
    5.3 客户端程序设计
        5.3.1 后台服务模块的设计
        5.3.2 电、水、气表子系统界面的设计
    5.4 本章小结
第6章 系统安装与调试
    6.1 电表采集系统调试安装
    6.2 水表采集系统调试安装
    6.3 气表采集系统调试安装
结论与展望
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]对电力营销中远程自动抄表技术的研究[J]. 高捷,刘勇,周锐,秦晓玉.  电子技术与软件工程. 2016(03)
[2]基于智能抄表核算的电力营销业务模式创新[J]. 郭靖琪,许多红,丁筱筠,易波.  通讯世界. 2016(02)
[3]智能电网技术在智能城市的应用[J]. 佟祥龙,齐畅,王歌,武浩鹏,孟宪磊.  通讯世界. 2016(01)
[4]电力企业抄表核算收费智能化及应用探讨[J]. 强辉,谢红,李俊波.  低碳世界. 2016(01)
[5]电能计量自动装置抄表技术的现状分析[J]. 杨劲松,苏大朋,闫强.  电子测试. 2016(01)
[6]能耗信息化管理助力智慧城市的建设[J]. 张文心,王向强,潘芬.  区域供热. 2015(06)
[7]居民用户集中抄表系统在电力营业中的应用[J]. 黄勤波.  科技尚品. 2015(09)
[8]电力集抄系统的建设优化[J]. 崔昱.  贵州电力技术. 2014(12)
[9]自动集抄系统中通信方式的研究综述[J]. 廖中伟.  贵州电力技术. 2014(12)
[10]浅谈用电信息采集系统的实用化关键问题及其应用[J]. 董君,王媛媛.  科技风. 2014(18)

硕士论文
[1]基于ZigBee的低功耗多用途无线数据采集系统设计[D]. 刘娜.曲阜师范大学 2013
[2]ZigBee在智能家居中的应用研究[D]. 张毅.兰州理工大学 2011
[3]建筑能耗监测系统通信网络平台的设计与开发[D]. 郭湘勇.湖南大学 2011
[4]基于Zigbee技术的无线传感器网络系统的研究与设计[D]. 李仁.武汉纺织大学 2010
[5]基于ZigBee与GPRS的远程无线抄表系统智能终端设计[D]. 陈鸿飞.中南大学 2009
[6]智能远程抄表系统的设计与开发[D]. 孔建华.南京理工大学 2005



本文编号：3696703