基于ZigBee技术的无线抄电表系统设计

2010-04-07 19:15:38来源: 刘滔 曾碧 吴清泉

  引言

  人工抄电表对于一般用户而言是可行的,然而相对于供电部门有很多不足,需要进更深层次的分析和管理也是不够。现实的需求催生着抄电表系统技术和应用不断产生。目前智能卡电表和有线自动抄电表系统都存在一定的不足和成本高的问题。随着无线通信技术的不断发展,近年来出现了面向低成本设备无线联网要求的ZigBee技术。系统最佳的方案应当是前期投入的成本低,运行成本非常低甚至没有。由此本文提出一种基于 ZigBee技术抄电表方案。

  1 ZigBee 技术特点[2]

  (1)低功耗:ZigBee技术采用了低功耗的工作模式,通常两节五号电池可以使用长达6个月到2年。

  (2)可靠性高:ZigBee采用了CSMA-CA的碰撞避免机制,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时的竞争和冲突;MAC层采用了完全确认的数据传输机制,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。

  (3)节点通信设置易于配置。

  (4)成本低:ZigBee模块价格较低,且ZigBee协议是免专利费的;ZigBee的工作频段灵活,为免执照频段的2.4GHz,就是没有使用费的无线通信。

  (5)网络容量大:ZigBee可以采用星型、网状、串状结构组网,而且可以通过任一节点连接组成更大的网络结构,可以连接的节点多达6500个。一个ZigBee网络可以容纳 254个从设备和一个主设备,一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络。

  (6)数据安全:ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,加密算法采用 AES-128同时各个

  应用可以灵活确定其安全属性。

  2 CC2430芯片的简介[2]

  2.1 CC2430芯片的主要特征:

  (1) 高性能和低功耗的 8051微控制器核。

  (2) 集成符合 IEEE802.15.4标准的2.4GHz的RF无线电收发机。

  (3) 优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性。

  (4) 在休眠模式时仅 0.9μA的流耗,外部的中断或RTC能唤醒系统 ;在待机模式时少于0.6μ A的流耗,外部的中断能唤醒系统。

  (5) 硬件支持 CSMA/CA功能。

  (6) 较宽的电压范围( 2.0~3.6 V)。

  (7) 数字化的 RSSI/LQI支持和强大的DMA功能。

  (8) 具有电池监测和温度感测功能。

  (9) 集成了 14位模数转换的 ADC。

  (10) 集成 AES安全协处理器。

  (11) 带有 2个强大的支持几组协议的USART,以及 1个符合IEEE 802.15.4规范的MAC计时器,1个常规的16位计时器和 2个8位计时器。

  (12) 强大和灵活的开发工具。

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关键字:ZigBee  无线抄电表  测量

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2010/0407/article_1137.html
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