（硕士学位论文）基于ZigBee的自动抄表系统的设计.pdf

论文题目:基于 ZigBee 的自动抄表系统的设计
专业:微电子学与固体电子学
硕士生:张少虎(签名)____________
指导教师:孙龙杰(签名)____________
摘要
ZigBee 自动动抄表系统是一种无需工作人员员到到现场就能完成抄录用户电表数据的自
动动化化管理系统,采用现代通信技术术和和计算机机技术术自动动读取和和处理电表数据,解决了传
统抄表模式功功能单一、实时性差、结构构简单、准确率低、费时费力力等难题,并且大大
降低了人力力资源的消耗。这对于电力力系统的经济效益、信息化化水平、甚至管理决策都
具有十分重要的意义。
ZigBee 技术术具有近距离、低功功耗、低速率、低复杂杂度、低成本本的特点,正是这些
优点使 ZigBee 技术术为自动动抄表系统的发展提供了更好的选择。
本本文具体工作主要包包括如下:
首先,介绍课题背景,讨论国内外研究现状,明确无线抄表系统的的巨大发展空
间,并概括描述了 ZigBee 技术术的主要特点和和技术术指标标。
其次,研究 ZigBee 协议栈栈,由浅及深的详细说明 ZigBee 物理层、MAC 层、网络
层及应用层的功功能,ZigBee 协议栈栈的分析析是对后面软件设计的基础。
然后,深入研究系统设计过程中的难点问题,ZigBee 网络的拓扑结构构和和路由选
择,通过对几种路由方式的分析析,结合实际当中的应用,本本文选择了 Cluster-Tree+Z-
AODV 的路由方式。
最后,给出 ZigBee 自动动抄表系统的总体设计方案,2430 外
围电路的设计,电能计量芯片 ADE7755 电路设计,电源转换电路设计,RS-232 接口电
路设计等,软件设计包包括介绍采集节点电能表的通信规约、ZigBee 协议栈栈关键概念以
及协调器、路由器、采集终端的程序设计流程。在明确了各节点的功功能并完善了节点
程序之后,对 ZigBee 自动动抄表系统进行了现场调试,在楼内最大传输距离到到达了
85m ,收发成功功率到到达了 %,实现了对违规用电宿舍自动动断电功功能等,达到到了预期
的目标标。
关键词:自动动抄表系统;ZigBee ; CC2430 ;ADE7755
研究类型:应用研究
Subject :::A Design of Automatic Meter Reading System Based on
ZigBee
Specialty :::Microelectronic and Solid Electronics
Name :::Zhang Shaohu (Signature)___________
Instructor :::Sun Longjie (Signature)___________
ABSTRACT
Automatic meter reading system is a kind of automation management system which no
workers to a site can finish transcribing user’s meter data,and adopting the modern
communications technology puter technology this system can read and process meter
data automatically, solved the traditional single function, metering mode, simple structure,
bad real-time accuracy, low time-consuming, and other issues of human resources is greatly
reduced the cost. This for power system economic benefits, informationization level and even
management decisions have very important significance.
ZigBee technology has close, low power consumption, low rate, plexity, low
cost characteristic, these advantages make ZigBee technology for the development of the
automatic meter readin