基于ZigBee无线网络的电力抄表系统的设计与实现

摘要

随着电力行业的自动化程度越来越高,自动抄表技术正在改变着传统的抄表方式,自动抄表能减少抄表所需的人力、物力代价,为电力部门提供更科学的管理和决策。
　　本文在对几种自动抄表技术进行分析比较的基础上,提出了将ZigBee无线通信技术应用于自动抄表中的方案。通过对 ZigBee的网络结构和协议栈的详细介绍,同时结合实际应用的要求,设计了基于ZigBee的无线抄表监控系统的总体架构。该系统既能实现自动抄取整点电量数据的功能,同时还能通过发送指令查看电能表的实时信息。系统采用网状结构的ZigBee网络和以太网组成混合网络,由采集终端、路由器、集中器、上位机软件、后台服务器、数据中心和Web管理系统等部分组成,论文分别对集终端、路由器和集中器进行了硬件和软件设计,其中在硬件设计时,采用AVR单片机作为核心处理器,IP-Link1221-2264作为无线通信的ZigBee模块。系统用VB设计了上位机软件和后台服务器,上位机软件实现了计算机和单片机之间的串口通信,同时把接收的串口数据经处理后存储在本地数据库中,由后台服务器读取处理后,写入到数据中心,用ASP.NET语言设计了B/S结构的前台Web管理系统,是用户操作的前台界面,可以对电量数据进行查看与分析,同时还可以发送实时监控指令对集中器和采集终端进行控制。最后论文对系统进行了测试与分析,验证了该方案的可行性。

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1 引言

1.1 项目背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究的主要内容与现实意义

1.4 论文的结构安排

2 ZigBee技术介绍

2.1 ZigBee技术概述

2.2 ZigBee网络结构

2.3 ZigBee协议栈结构和原理

2.4 ZigBee技术的应用

2.5 小结

3 无线抄表监控系统总体设计

3.1 系统功能

3.2 系统架构

4无线抄表监控系统硬件设计

4.1 采集终端节点硬件设计

4.2路由器设计

4.3 集中器电路设计

4.4 小结

5 无线抄表监控系统软件设计

5.1单片机程序

5.2 上位机软件设计

5.3 后台服务器软件设计

5.4 Web管理系统

5.5 小结

6 系统性能测试与分析

6.1 整点电量数据测试分析

6.2实时监控测试分析

7 总结与展望

7.1 工作总结

7.2 未来展望

参考文献

作者简历

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