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研究物联网技术的只能抄表系统的方法

 论文栏目:期刊知识    更新时间:2014-05-29 11:10   

 摘要:结合目前传统抄表系统存在的工作量大,周期长等问题,本文提出一种基于物联网技术的智能抄表系统。该系统结合物联网思想,利用ZigBee技术与GPRS技术,设计出远程无线抄表系统。该系统具备网络覆盖面大,低功耗,易检修等特点。
  关键词:物联网 无线抄表 ZigBee GPRS
  中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2014)01-0128-02
  1 无线通信技术比较
  (表1)比较了各种无线通讯的关键技术要点,从表中可以看出不同技术之间的区别。对于组建无线抄表系统来讲,红外传输距离太短,且仅支持点对 点两个设备之间的传输;不能实现多数据通信;蓝牙技术相对成熟,并且工作频段也在2.4GHz频段,可是连接设备不足,功耗较高,不便于组建大范围的网 络;WI-FI传输速率较高,组网能力相对稳定,但功耗和成本较高。综合分析,ZigBee网络技术是构建无线抄表系统的最佳选择[2]。
  2 方案设计
  本系统采用ZigBee无线通信技术组建以物联网技术为核心的智能抄表系统。该系统的主要由采集器,集中器,控制中心,数据库构成。采集器主 要采用CC2430模块,利用ZigBee短距离无线通信技术组建本地局域网络,实现本地数据的采集,并且将采集到的数据通过协调器传递给集中器。集中器 内镶嵌GPRS数据模块和ZigBee模块,将采集器采集到的数据传递给远程的控制平台。控制平台收集到数据后能够对网内用户的用表情况进行分析。本抄表 系统实现的主要功能可以从以下三个方面体现:
  (1)根据不同的需求可以设置定时采集,也可以设置成即时采集。且具有双向通信功能,平时数据定期上传,有特殊需求时从控制中心下达抄表命令到节点进行实时抄集。
  (2)数据在网络中有效的传输。采用ZigBee自组网络结构,方便节点的管理,提高数据传输效率,降低节点管理和数据传输成本。
  (3)实时监测网络状况。对采集层节点的运行情况进行实时监测,保证系统中的每一个节点都能够正常运行。当节点有故障时(如电源问题、通讯中断等),将会报警给控制中心。
  以上三点是本抄表系统整体的功能概述,也是本系统的特点所在。
  3 硬件设计
  3.1 采集器设计
  采集器是ZigBee网络的基础网络,是本系统的一个重要的环节,主要是对电能表的数据进行采集,并且与集中器进行通信,将采集的数据进行实时传递与存储。
  其框架结构如(图1)示。
  本系统主要采用CC2430技术进行数据的采集工作,实际的工作过程中,可以根据实际情况来选择更加合理的数据采集模式。软件设计流程图如(图2)示。
  3.2 集中器设计
  集中器是整个网络的管理者,它主要的作用是收集采集器采集到的数据进行整理和储存,并且在控制中心发送数据收集指令后,将采集器采集到得数据进行上传。具体框架图如(图3)示:
  集中器是整个网络的协调者,是整个网络的桥梁,主要工作模式是唤醒网络节点中每一个采集节点,并且将这些节点数据进行集中管理存储,并且利用网络层的数据绑定,提高了整个网络的安全性。
  在工作状态下起到了节点的唤醒,绑定,网络安全管理,其软件流程图如(图4)示。
  4 结语
  本文提出的基于ZigBee和GPRS的远程无线抄表系统设计方案,组建无线网络,实现了抄表无人化,管理智能化的特点。并具有以下优点:
  (1)抄送数据准确、及时和高效;
  (2)安装简便灵活,维护量小,故障率低;
  (3)网络搭建和运营低成本、低功耗、组网灵活。
  参考文献
  [1]连瑞红,薛毓强.基于ZigBee的远程无线抄表系统设计[J].福建电力与电工, 2007,27(1):25-27.
  [2]王凯,彭瑜等.基于ZigBee无线水表自动抄表系统的研究与设计[J].自动化仪表,2006,(1):12-15.
  [3]冯震宇.无线智能(GPRS)远程抄表与监控系统设计与应用[J].低温与特气,2007,25(2):11-15.
  [4]李文仲,段朝玉. ZigBee 无线网络技术入门与实战[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007: 189-371.

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