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基于ZigBee技術的無線抄電表系統設計 (2)———基于ZigBee技術的無線抄電表系統設計 (2)

3.2 系統功能介紹:

  1. DCT采集功能:

  (1) DCT電源部分:采用兩節五號電池,一次更換可以維持半年至兩年。

  (2) DCT數據表存儲器:這部分要有一定的空間存放數據,當數據量較少時,可以利用芯片的Flash存放,如果數據量較大,可以留個備用接口,可對容量進行擴展。

  (3) DCT計時系統:

  a.主要提供時鐘進行等間隔取樣和啟動預設任務和程序。

  b.可以通過遙控指令進行校正。

  (4) DCT脈沖采集接口:與電能表相連的DCT應設一個緩沖界面,通過這個界面,可以切換到不同型號電能表,使可對多種電能表進行脈沖采集,轉變為相應度數。

  (5) 采集方式:可以定期采集,也可以在接到控制中心命令后進行隨機采集,與電能表連接的 DCT可以隨機采集脈沖。

  (6) 外設接口:可以讓相關人員直接用手提電腦連接控制器,進行檢測和排除故障等功能。

  2. 無線發送、接收功能:工作站每隔一段時間后定期實現對其范圍內的采集點進行信息的傳遞和匯集。

  (1)各個 DCT可看作節點,通過無線Zigbee逐次節點來傳輸信息;每個節點出現異常,都可以通過外設接口進行處理。考慮到住區范圍可能大于ZigBee無線通信的距離,所以對于規模較大的區域,設置多個 DCT,把數據往上一級傳送,然后送到工作站,最后到達控制中心。

  (2)發送:第一個節點指向第二個節點,當第二個節點狀態無效時,第一個節點指向第三個節點,以此類推;即對同伴 ID寄存器的 ID呼叫,如果A沒有回答,呼叫 B;B也沒有回答,呼叫 C;如果沒有回答,要把狀態寫到狀態寄存器。

  (3) 第一個節點呼叫第二個節點,發送呼叫信號判斷第二個 DCT狀態是否有效:

  a.有效:發送呼叫第一個節點傳輸數據的應答信號。

  b.無效:發送失敗應答信號、并傳輸第二個節點狀態和第三個節點 ID給第三節點。

  (4) 接收應答信號:

  a.傳輸數據的應答信號:向第二節點傳輸數據。

  b.失敗的應答信號:當超過預定時間沒有收到應答,重發;重發超過 5次,就判定失敗,存儲第二個節點狀態,向第三節點發送呼叫信號。

  (5) 接收數據:

  a.誤差檢測。

  b.出錯處理。

  (6) 傳輸數據完畢,指示該 DCT清空。

3.節點功能:

  (1)  采集以及存儲:通過計時器以及脈沖輸入計數器記錄在單位時間內的數據足夠的儲存空間儲存未上交的數據,數據發送并得到確認后,自動清空儲存空間,繼續記時。

  (2) 節點數據的發送:為了不引起數據傳輸時的數據沖突,每個節點設置不同的固定的發送時間。發送數據包括以下內容:發送源ID,數據類型,目標ID,數據/控制字段,校驗字段。具有發送列表,規定出固定可能的轉發對象。使用三次握手保證數據的正確傳送。

  (3) 節點數據的接受:節點擁有接受工作站命令以及中轉其他節點信息功能,設計拓撲網絡以及轉發表,規定具體數據接受,轉發以及拋棄。遇到堵塞節點上交異常消息。

  (4) 與工作站相連的收發節點能定時發送檢測信號,觀察各節點運行狀況,并上交具體故障點。該節點與工作站以串口方式連接。

  4. 網絡傳輸功能:控制中心能對內部局域網的所有工作站匯集信息進行 TCP/IP傳輸、存儲。

  (1)各個工作站通過局域網網絡傳輸數據至控制中心:

  a. 建立 NFS(網絡文件系統);

  b. 建立主機(控制中心)、客戶端(工作站)應用程序。

  (2)控制中心建立數據庫,存儲所有工作站的信息。

  5. 控制中心數據庫查詢功能:

  (1) 查詢管理:按 ID查詢、出錯狀態查詢,對數據源數據能進行動態預覽。

  (2) 統計功能:按照具體的條件進行統計,對統計結果能進行動態預覽。

  (3) 控制中心通過數據庫可查詢所有數據源的ID、狀態和數值。

  (4) 員工管理:員工信息添加、修改、刪除、權限設置等。

  (5) 權限管理:

  a.最高權限:對數據庫有全權控制,該權限無法通過網絡進入,須在控制中心才能行使該職能。

  b.一般權限:需驗證登錄,用戶可通過瀏覽器進入控制中心瀏覽數據庫相關記錄,但不能修改。

  6. 數據源狀態監測:通過 4字節(32位)來實現數據點當前狀態的定義。

  

4.結束語

  本文介紹了一種基于 ZigBee技術的無線抄電表系統,該系統采用的ZigBee技術具有協議簡單,成本低,傳輸可靠,數據安全性高,雙向無線通信技術等優點。不過CC2430可能由于功率的限制,傳輸距離還有待提高。個人水平經驗所限,還有許多可以進一步完善地方,特別是網絡接口部分。

  本文的創新點:實現一個能完成基本無線網絡通信的系統 ,;實現單片機通過RS232接口與微機的通信,使整個無線網絡的數據可以傳送到微機上,并通過TCP/IP協議送到數據中心;而且該系統前期投入少,日常維護成本很低,它適合于遠程無線抄電表系統。

 
 
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