基于zigbee技术的无线抄表系统设计与实现

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1、硕士学位论文（工程硕士）基于ZigBee技术的无线抄表系统设计与实现THEDESIGNANDREALIZATIONOFWIRELESSAUTOMATICMETERREADINGSYSTEMBASEDONZIGBEETECHNOLOGY李鹏哈尔滨工业大学2013年11月万方数据国内图书分类号：TM933.47学校代码：10213国际图书分类号：621.317.71密级：公开工程硕士学位论文基于ZigBee技术的无线抄表系统设计与实现硕士研究生：李鹏导师：赵志衡教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位

2、：中国能源建设集团黑龙江省电力勘察设计研究院答辩日期：2013年11月授予学位单位：哈尔滨工业大学万方数据ClassifiedIndex:TM933.47U.D.C:621.317.71DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEDESIGNANDREALIZATIONOFWIRELESSAUTOMATICMETERREADINGSYSTEMBASEDONZIGBEETECHNOLOGYCandidate：LiPengSupervisor：Prof.Zh

3、aoZhihengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringAffiliation：HeilongjiangResearchInstituteofElectricPowerExplorationandDesignofChinaEnergyEngineeringGroupCo.LtdDateofDefence：November,2013Degree-Conferring-Institution：H

4、arbinInstituteofTechnology万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着现代测量技术和通信技术的发展，人们在日常生活和工作中对现代化、智能化的要求越来越高，如何对房间内的仪表中所显示的数据进行自动抄收，这已逐渐成为人们必须面对的，急需解决的问题。由于现存的有线抄表系统存在着短路、断线的隐患，而且错综复杂的线路使系统调试维护困难重重。所以本文设计并实现了一种针对小区电表数据进行自动抄收的无线抄表系统。该系统是使用无线网络通信技术—ZigBee技术进行搭建的，本文首先介绍了研究该

5、系统的背景以及国内外的发展形势，并通过比较各种无线技术在抄表应用方面的优缺点，指出了使用ZigBee技术进行抄表的优势，同时对这种新技术进行了比较详细的介绍。其次提出了该抄表系统的总体设计方案、系统研究中遇到的问题难点以及该系统准备实现的功能。最后对系统的硬件部分、软件部分及数据的传输格式规范作了详细的说明，将整个系统化分为终端设备、路由设备、网关设备和远端服务器四个部分，分别对这四个部分的硬件和软件进行了比较详细的描述，给出了终端设备的程序流程、路由设备的程序流程、网关设备的程序流程及远端服务器的工

6、作流程。该抄表系统的软件部分是在ZigBee协议栈的基础上完成设计的。由于该系统是在一种网状网络拓扑结构的基础上来实现的，因此就必然会涉及到组网和路由这一ZigBee技术的核心问题。同时为了使整个系统的耗能小，系统设计时使用一些相关的节能机制来优化协议栈，以争取达到一种全网络省电的状态。本系统软件部分实现的功能为承担网关设备对网络的组建，实现路由设备对数据的路由，完成终端设备对数据的采集，控制规范数据在整个网络中传输，同时还负责对数据的处理、保存及整个网络的参数设置，安全性的监测控制等。最后对系统的试

7、验结果进行分析。建立了含有远端服务器、网关节点、路由节点和终端设备的抄表系统，运行表明，网络稳定、路由畅通、能耗损失小，使能量在网络中被更合理的分配。关键词：无线抄表；组网；路由；ZigBee技术；协议栈-I-万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofautomationandmeasurementtechnology,moreintelligenthouseholdconditionsareneededbypeopleinworkandl

8、ife.Howtorealizeindoorautomaticmeterreadingsystemhasgraduallybecomeanurgentproblemthatpeoplemustface.Asthecurrentmeterreadingsystemhassomedisadvantageofshort-circuitandphasebreak,andthecomplexcircuitsmakesitdifficulttodebugandpro