一种基于Zigbee的无线抄表系统的制作方法

本实用新型涉及抄表系统技术领域，具体为一种基于Zigbee的无线抄表系统。

背景技术：

近几年来，为减轻人工抄表工作量并实行电费提前收缴，我国很多地区陆续装用了一些IC卡预付费电表，它们可以节省人工抄表，但是在使用中容易发生一些技术质量、管理及法律等方面的问题，也有部分地区采用电力载波自动抄表系统。自动抄表系统是将数据自动采集、传输和处理应用于电能供与用管理系统中的一项新技术。它从根本上克服了传统的人工抄表模式的弊端，给电能管理的现代化带来了新的希望，但是，利用低压电力线作为传输信道还存在许多技术难点，首先，电力线上的干扰非常大，特别是在用户线路上，其次，不同地方的线路特性可能完全不同，所使用线路的种类及线路上的负载情况都会对高频信号在电力线上的传输特性产生很大的影响，即使是同一段电力线路，其传输特性也会随电力负载的变化而改变，直接影响到我国电力企业的经营效益和社会效益。

技术实现要素：

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于Zigbee的无线抄表系统，包括微控制器，所述微控制器电性连接Zigbee网络协调器、数模转换器、射频收发器和全方位天线，所述Zigbee网络协调器内置JN5121芯片，所述Zigbee网络协调器的输出端通过GPRS测控网与信息集抄中心相连接，所述Zigbee网络协调器还包括中央处理器和无线数据收发器，所述中央处理器的数据端与无线数据收发器电性连接，所述中央处理器的数据端口还连接复位按键和数据存储器，所述中央处理器的输出端电性连接液晶显示屏，所述微控制器的数据端采用RS232接口，所述微控制器的输出端还通过SPI接口连接外置Flash。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述微控制器的电源端还连接供电模块，所述供电模块采用LM2825HN系列的供电芯片。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述射频收发器外围电路包括晶振时钟电路、射频输入/输出匹配电路和微控制器接口电路三个部分。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述微控制器内部使用RS232工作模式的振荡器模块。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述复位按键由四个按键组成，其中两个按键采用中断方式实现，另外按键两个采用查询方式实现。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述信息集抄中心采用计算机组配合服务器实现数据同步。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该基于Zigbee的无线抄表系统，设置有Zigbee网络协调器，利用微控制器对其进行控制，该Zigbee网络协调器能够实时收集和存储数据和运行状态信息，并在系统停电时不丢失信息。由于该Zigbee无线数据集中器实时收集各数据，而各数据又是每个表运行的当前值，所以即使在停电或因为强干扰而未成功接收数据的情况下，也对数据的准确收集不产生影响，因为在恢复供电或强干扰过后，无线数据集中器收集的还是电表的当前值，不影响计量的准确性，该无线数据集中器可以记录每个电表的数据和状态产生时间，为后台的计算机管理提供数据基础，并且Zigbee网络协调器与控制单元微控制器直接串口连接，具有性能稳定可靠的优点，且微控制器采用低功耗高速单片机，具有控制功能强，低功耗的优点，使控制单元简单高效，可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型Zigbee网络协调器结构示意图。

图中：1-微控制器；2-全方位天线；3-外置Flash；4-RS232接口；5-射频收发器；6-供电模块；7-数模转换器；8-信息集抄中心；9-Zigbee网络协调器；10-JN5121芯片；11-中央处理器；12-复位按键；13-数据存储器；14-无线数据收发器；15-液晶显示屏。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种技术方案：一种基于Zigbee的无线抄表系统，包括微控制器1，所述微控制器1电性连接Zigbee网络协调器9、数模转换器7、射频收发器5和全方位天线2，所述Zigbee网络协调器内置JN5121芯片10，在很大程度上降低产品成本，并缩短新产品的上市时间，所述数模转换器7采用AD7478系列的处理芯片，所述Zigbee网络协调器的输出端通过GPRS测控网与信息集抄中心8相连接，所述Zigbee网络协调器9还包括中央处理器11和无线数据收发器14，所述无线数据收发器14采用CST610系列的数据传输器，所述中央处理器11的数据端与无线数据收发器14电性连接，所述中央处理器11主要包括运算器(算术逻辑运算单元，ALU，ArithmeticLogicUnit)和高速缓冲存储器(Cache)及实现它们之间联系的数据(Data)、控制及状态的总线(Bus)，所述中央处理器11的数据端口还连接复位按键12和数据存储器13，所述中央处理器11的输出端电性连接液晶显示屏15，所述微控制器1的数据端采用RS232接口4，所述微控制器1的输出端还通过SPI接口连接外置Flash3。

优选的是，所述微控制器1的电源端还连接供电模块6，所述供电模块6采用LM2825HN系列的供电芯片；所述射频收发器5外围电路由晶振时钟电路、射频输入/输出匹配电路和微控制器接口电路组成；所述微控制器1内部使用RS232工作模式的振荡器模块；所述复位按键12由四个按键组成，其中两个按键采用中断方式实现，另外按键两个采用查询方式实现；

所述信息集抄中心8采用计算机组配合服务器实现数据同步，所述信息集抄中心8主要就是通过计算机管理系统接收各个网络协调器或手抄器传送过来的数据信息，集中进行数据处理，该系统主要完成对系统内各组成设备的管理和对数据进行分类、统计和计算，产生各类数据报表。

所述Zigbee网络协调器9中采用直接序列扩频技术，用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号，防止信号受到其他线路的干扰，排除了数据记录出错的几率。

所述射频收发器5采用CC2420芯片作为RF器件，以0.18um工艺制成，只需极少外部元器件，性能稳定且功耗极低。CC2420的选择性和敏感性指数超过了IEEE802.15.4标准的要求，可确保短距离通信的有效性和可靠性。利用此芯片开发的无线通信设备支持数据传输率高达205kbps，可以实现多点对多点的快速组网。

所述微控制器1采用PIC18F4620系列的单片机，所述微控制器1扩展了不同的外部设备，提高了数据传输的效率。

具体使用方式及优点：该基于Zigbee的无线抄表系统，设置有Zigbee网络协调器，利用微控制器对其进行控制，该Zigbee网络协调器能够实时收集和存储数据和运行状态信息，并在系统停电时不丢失信息。由于该Zigbee无线数据集中器实时收集各数据，而各数据又是每个表运行的当前值，所以即使在停电或因为强干扰而未成功接收数据的情况下，也对数据的准确收集不产生影响，因为在恢复供电或强干扰过后，无线数据集中器收集的还是电表的当前值，不影响计量的准确性，该无线数据集中器可以记录每个电表的数据和状态产生时间，为后台的计算机管理提供数据基础，并且Zigbee网络协调器与控制单元微控制器直接串口连接，具有性能稳定可靠的优点，且微控制器采用低功耗高速单片机，具有控制功能强，低功耗的优点，使控制单元简单高效，可靠性高。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。