用于热量表的远程抄表系统研究

摘要

随着中国经济的高速发展，城镇化成为必然趋势，新型城镇建设给户用抄表行业带来机遇和挑战。科技的发展为远程抄表的实现提供技术支持，居民生活水平提高以及国家节能减排等政策对抄表系统有新的要求，但目前国内的远程抄表行业正在起步发展阶段，没有形成统一标准，不能满足当前城镇化发展需要。针对用户需求和目前远程抄表系统的不足，本论文重点从抄表数据传输方式，降低运营成本出发，设计了一种基于M-Bus总线技术和ZigBee无线网络技术的热量表远程抄表系统。
　　本论文设计的远程抄表系统包括管理中心、ZigBee无线网络、集中器、M-Bus总线组成。首先，为了方便保存、处理抄表数据，本文采用VB6.0编写管理中心软件，完成用户信息登记、按户抄表、集中抄表、费用管理等可视化操作，利用Access数据库有效管理抄表数据;其次，管理中心与集中器之间通过无线局域网络传输数据，利用ZigBee技术组建无线局域网，设计无线局域网中的协调器、路由器、终端节点，采用低功耗MSP430F149和CC2420射频芯片，根据通信协议设计了无线拓扑结构、无线通信程序，确保数据准确、安全、实时传输;再次，集中器与热量表之间是通过M-Bus总线构成一主多从的通讯系统，根据M-Bus通信协议以及主从机调制方式设计了用于热量表的接口电路和供电电路，实现仪表数据不间断计量和实时抄表。
　　实验表明:以楼宇内M-Bus总线通信和楼宇外ZigBee无线局域网通信结合的抄表系统，在确保数据安全可靠传输的前提下，有效降低运营成本和管理复杂度，具有很好的应用前景。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 远程抄表技术概述

1．2 课题研究背景及意义

1．3 远程抄表国内外发展现状

1．4 本文工作内容

1．5 本章小结

2 抄表系统总体方案论证与设计

2．1 系统功能需求分析

2．2 抄表系统的总体结构方案论证

2．3 抄表系统通信方案论证

2．3．1 有线通讯方案论证

2．3．2 无线通讯方案论证

2．4 抄表系统工作流程

2．5 本章小结

3 M-Bus总线通讯设计

3．1 M-Bus总线概述

3．1．1 M-Bus总线简介

3．1．2 M-Bus总线通讯原理

3．2 M-Bus总线接口电路设计

3．2．1 集中器接口电路设计

3．2．2 热量表接口电路设计

3．3 热量表供电电路设计

3．4 M-Bus总线通讯软件设计

3．4．1 M-Bus总线协议

3．4．2 M-Bus总线通讯规则设计

3．5 M-Bus接口电路测试

3．6 本章小结

4 ZigBee无线网络通讯设计

4．1 ZigBee技术概述

4．1．1 ZigBee网络设备类型

4．1．2 ZigBee网络拓扑结构

4．1．3 ZigBee协议结构

4．2 无线网络总体结构

4．3 无线网络节点设计

4．3．1 节点硬件设计

4．3．2 网络节点软件设计

4．4 集中器设计

4．4．1 集中器硬件设计

4．4．2 集中器软件设计

4．5 本章小结

5 管理中心设计

5．1 管理中心总体结构

5．2 管理中心软件实现

5．4 本章小结

6 系统实验调试

6．1 M-Bus驱动能力测试

6．2 抄表系统总体调试

6．3 本章小结

7 总结

致谢

参考文献

附录A

附录B