引言
人工抄電表對于一般用戶而言是可行的，然而相對于供電部門有很多不足，需要進更深層次的分析和管理也是不夠。現實的需求催生著抄電表系統技術和應用不斷產生。目前智能卡電表和有線自動抄電表系統都存在一定的不足和成本高的問題。隨著無線通信技術的不斷發展，近年來出現了面向低成本設備無線聯網要求的ZigBee技術。系統最佳的方案應當是前期投入的成本低，運行成本非常低甚至沒有。由此本文提出一種基于 ZigBee技術抄電表方案。
1 ZigBee 技術特點[2]
(1)低功耗：ZigBee技術采用了低功耗的工作模式，通常兩節五號電池可以使用長達6個月到2年。
(2)可靠性高：ZigBee采用了CSMA－CA的碰撞避免機制，同時為需要固定帶寬的通信業務預留了專用時隙，避免了發送數據時的競爭和沖突；MAC層采用了完全確認的數據傳輸機制，每個發送的數據包都必須等待接收方的確認信息。
(3)節點通信設置易于配置。
(4)成本低：ZigBee模塊價格較低，且ZigBee協議是免專利費的；ZigBee的工作頻段靈活，為免執照頻段的2.4GHz，就是沒有使用費的無線通信。
(5)網絡容量大：ZigBee可以采用星型、網狀、串狀結構組網，而且可以通過任一節點連接組成更大的網絡結構，可以連接的節點多達6500個。一個ZigBee網絡可以容納 254個從設備和一個主設備，一個區域內可以同時存在最多100個ZigBee網絡。
(6)數據安全：ZigBee提供了數據完整性檢查和鑒權功能，加密算法采用 AES-128同時各個
應用可以靈活確定其安全屬性。
2 CC2430芯片的簡介[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標準的2.4GHz的RF無線電收發機。
(3) 優良的無線接收靈敏度和強大的抗干擾性。
(4) 在休眠模式時僅 0.9μA的流耗，外部的中斷或RTC能喚醒系統 ;在待機模式時少于0.6μ A的流耗，外部的中斷能喚醒系統。
(5) 硬件支持 CSMA/CA功能。
(6) 較寬的電壓范圍（ 2.0～3.6 V）。
(7) 數字化的 RSSI/LQI支持和強大的DMA功能。
(8) 具有電池監測和溫度感測功能。
(9) 集成了 14位模數轉換的 ADC。
(10) 集成 AES安全協處理器。
(11) 帶有 2個強大的支持幾組協議的USART，以及 1個符合IEEE 802.15.4規范的MAC計時器，1個常規的16位計時器和 2個8位計時器。
(12) 強大和靈活的開發工具。
2.2 CC2430引腳介紹
圖 1為 CC2430的頂視圖。其中外露的芯片安裝襯墊必須連接到 PCB的接地層，芯片通過該處接地。CC2430具有CC2420RF接收器以及增強性能的 8051MCU、8KBRAM等，其增強的 8051MCU核的性能是工業標準 8051核性能的 8倍。CC2430還具備直接存儲器定址（DMA）功能（它能夠被用于減輕8051微控制器內核對數據搬移，因此提高了芯片整體的性能）、可編程看門狗定時器、 AES-128安全協處理器、多達 8輸入的 8-14位ADC、USART、睡眠模式定時、上電復位、掉電檢測電路(Brown Out Detection)、21個可編程I/O管腳等，兩個可編程的 USART用于主 /從 SPI或 UART操作。帶外部功放的 CC2430參考設計可提供+10dBm的輸出功率。 CC2430片上系統(SoC)由 CC2430加上 Motorola的基于 IEEE802.15.4標準的無線電定位引擎組成。CC2430芯片采用 7 mm×7mm QLP封裝，共有 48個引腳(如圖1所示)。全部引腳可分為 I/O 端口線引腳、電源線引腳和控制線引腳三類。
3 基于ZigBee技術的無線抄電表系統
3.1設計的總體方案基于 ZigBee技術的無線抄電表系統如圖 2所示。
各部分的主要功能如下：
（1）數據庫和控制中心 : 具有建立、管理整個網絡的功能，對網絡進行監控；可設置定期和隨機向 DCT發送數據采集命令，接受數據，并存儲數據；對數據庫進行管理。
（2） 工作站: 起數據上傳下送的中繼作用，負責啟動、配置、協調整個Zigbee無線網絡，可將控制中心發出的命令發給DCT，接受DCT返回的數據并通過網線并采用TCP/IP協議，把收集到的數據送至控制中心，具有存儲轉發的功能；每個工作站可以暫存下屬 DCT的數據；可以查看用電記錄、 DCT和電表狀態等數據。
（3） DCT（data collection and transmission unit）:脈沖采集和無線傳輸部分，具有脈沖采集、存儲、接受指令和發送數據的功能，接受工作站發送的指令并按指令去完成的動作。
