基于zigbee智能无线抄表系统的设计与实现

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1、（申请工学硕士学位论文）基于ZigBee基于ZigBee智能无线抄表系统的设智能无计与实现线抄表系统的设计与培养单位：自动化学院实现学科专业：电机与电器桂峰研究生：桂峰指导教师：傅剑副教授武汉理工大学2014年5月万方数据分类号密级公开UDC学校代码10497学位论文题目基于ZigBee智能无线抄表系统的设计与实现英文TheDesignandRealizationofAutomaticMeter题目ReadingSystemBasedonZigBeeTechnology研究生姓名桂峰姓名傅剑职称副教授学位博士指导教师单位名称自动

2、化学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称电机与电器论文提交日期2014年4月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使

3、用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期万方数据武汉理工大学硕

4、士学位论文摘要目前，国内传统抄表方式主要分为人工抄表、有线抄表和IC卡预付费的方式。传统的人工抄表工作量巨大且准确性和及时性得不到保障。直接影响供电部门的工作效率。而有线抄表虽然抄表灵活性大，但是前期改造成本高，后期维护比较麻烦，且数据传输过程中易受环境因素干扰，系统稳定性差。而采用ZigBee方式的无线抄表方案，系统的组建方便灵活，数据在传输过程中的稳定性和安全性高。本文首先介绍了国内外抄表系统的发展现状，然后对传统的人工抄表、有线抄表、无线抄表之间的优缺点进行了分析和对比。然后分析了ZigBee协议标准与IEEE802.15

5、.4标准之间的区别和联系，其次介绍了ZigBee标准中三种ZigBee设备的角色和功能以及各自的作用。最后介绍方案的选型、硬件设计和软件设计。在进行选型的时候选用了TI公司生产的CC2530芯片和CC2591射频功率放大芯片。在通信方式上面选择传输距离更远，速度更快的RS485总线。在电量测量方面选用AD7755电量测量芯片，将测量的电量以脉冲的方式传送给MSP430，然后换算成对应的电量，再通过RS485总线传输给ZigBee节点。对ZigBee三种网络拓扑结构进行分析和对比，选定健壮的网状网络拓扑结构。在软件方面选择TI公司

6、提供的开源协议栈进行编程，通过修改其应用层并调用协议栈提供的各种API接口函数来完成相应功能。最后通过TI提供的Z-sensormonitor工具，对Z-Stack协议栈的组网过程进行了仿真，完成了网状网络的组建。并用若干个ZigBee节点对网络进行了组建。经过实验检测表明,无线抄表系统的各模块可以正常运行,实现了自组网的过程,数据能够传输到管理中心,达到了预期的设计要求。关键词：智能抄表,协议栈,射频,加密,网状网络I万方数据武汉理工大学硕士学位论文AbstractAtpresent,therethreekindsofmete

7、rreadingmethodsindomestic,includingmanual，wiredandICcardprepaid。Thetraditionalmanualmeterreadingmethodcannotguaranteetheaccuracyandtimeliness.Itwillcosthugeworkloadalso.ThiswillDirectlyhavegreatimpactontheefficiencyoftheelectricitysector.Althoughthewiredmeterreadingm

8、ethodhasgreatflexibility.Butitcostshighandhardtomaintain.What’smore,thedatatransferprocessiseasilyinterferedbytheenvironmentfactors