一种基于ZigBee无线传感器网络的远程抄表系统的制作方法

本实用新型属于抄表系统技术领域，尤其涉及一种基于ZigBee无线传感器网络的远程抄表系统。

背景技术：

目前，业内常用的现有技术是这样的：随着物联网和传感器技术的飞跃发展，远程抄表系统不断发展，营销服务水平的不断提高，带来了巨大的市场发展空间和经济效益。智能电网的特点在于利用实时获取的电网发电信息和用户信息进行优化调度。远程抄表系统可以实时获取用户用电信息，在智能电网的建设中占据重要的作用。传统方式抄表也经历过人工抄表和自动抄表阶段，人工方式，造成了人力、物力及时间上的浪费还经常会出现错抄、漏抄的现象，不能保证数据的正确性和准确性，自动抄表使用有线传输，系统的可靠性低，后期维护难度大，该方式已不适应智能电网的发展需求。现有的无线抄表技术有WIFI、超宽带通信UWB、近场通信NFC、蓝牙。Wi-Fi网络的传输速率较快，传输距离可达到100米，但是它的实现成本太高、功耗大；UWB的传输速率很高，发射功率低，但是通信距离太短；蓝牙技术虽然传输速率高，但是它的传输范围小，节点功耗大；IrDA只能同时连接两台设备，无法进行灵活组网，传输距离较短。而NFC虽然不像蓝牙需要对应的加密设备，但是它的传输距离进一步缩短。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有的无线抄表技术实现成本太高、功耗大，无法进行灵活组网，传输距离较短。

解决上述技术问题的难度和意义：为了实现低成本、低功耗、低复杂度和低速率的无线通信需求，引出了具有广泛应用的ZigBee技术。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于ZigBee无线传感器网络的远程抄表系统。

本实用新型是这样实现的，一种基于ZigBee无线传感器网络的远程抄表系统，包括：ZigBee无线网络模块、GPRS网络模块、Internet网络模块。

ZigBee无线网络模块与GPRS网络模块连接，GPRS网络模块通过GPRS网络与Internet网络模块连接。

进一步，所述ZigBee无线网络模块包括：电表、ZigBee路由模块、ZigBee协调器；

电表与ZigBee路由模块电连接，ZigBee路由模块通过无线与ZigBee协调器连接，ZigBee协调器与GPRS模块电连接。

进一步，所述电表包括：计量模块、微处理器、信号模块；

计量模块与微处理器电连接，微处理器与信号模块电连接，信号模块与ZigBee路由模块电连接。

进一步，所述ZigBee路由模块包括：CC2530模块Ⅰ、电源模块Ⅰ、调试接口电路模块；

CC2530模块Ⅰ通过导线与电源模块Ⅰ连接、CC2530模块Ⅰ通过导线与调试接口电路模块连接。

进一步，所述CC2530模块I包括：CC2530芯片、阻抗匹配电路、鞭状天线；

CC2530芯片通过导线与阻抗匹配电路连接；阻抗匹配电路通过导线与鞭状天线连接。

进一步，所述ZigBee协调器包括：CC2530模块II、GSM模块、调试接口电路模块；

CC2530模块Ⅱ通过导线与GSM模块连接、CC2530模块Ⅱ通过导线与调试接口电路模块连接；

进一步，所述CC2530模块II包括：采样电路、CC2530芯片、功率增强电路PA、阻抗匹配电路、鞭状天线；

CC2530芯片与功率增强电路PA连接；功率增强电路PA与阻抗匹配电路连接；阻抗匹配电路与鞭状天线连接。

进一步，所述GPRS模块包括：GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口。

GSM基带处理器通过导线与GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器连接，供电模块(ASIC)通过导线与GSM射频模块、ZIF连接器连接，GSM射频模块通过导线与天线接口连接。

综上所述，本实用新型的优点及积极效果为：

(1)准确采集，基本要求和核心思想是准确采集电能装置的数据信息并上传实时数据。

(2)高可靠性，整个系统在正常运行过程中，若某个其中的节点发生断电或者故障，整个网络的运行不会受到影响，不仅如此，新加入节点也不会影响其他节点。

(3)低成本，预算是一方面，同时产品要得到认可，成本效益也是关键。

(4)安全性，在无线通信技术中，ZigBee采用csma/ca冲突避免战略，既有效避免了无线载波间的干扰。同时，还能检测数据的完整性以及通过AES加密算法来增强网络的安全性。

(5)稳定性，考虑到实际环境问题，系统需要有较强的稳定性，抵抗各种无关干扰信号，系统需要24小时运行，以便及时检测抄表设备的工作环境，并向远程监控端报告。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于ZigBee无线传感器网络的远程抄表系统结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的节点模块结构示意图。

图中：1、电表；2、节点；3、路由器；4、协调器；5、用户终端；6、防火墙；7、数据中心；8、A/D转换模块；9、CC2530主控芯片；10、CC2591芯片；11、电源模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面结合附图对本实用新型的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的基于ZigBee无线传感器网络的远程抄表系统，包括：ZigBee无线网络模块、GPRS网络模块、Internet网络模块；

ZigBee无线网络模块、GPRS网络模块与Internet网络模块连接。

ZigBee无线网络模块包括：电表1、节点2、路由器3、协调器4；

终端设备节点2与路由器3连接，路由器3与协调器4连接，电表1与终端设备节点2连接，协调器4通过Internet网络模块和防火墙6与数据中心7连接。

如图2所示，本实用新型实施例提供的节点模块包括：A/D转换模块8、CC2530主控芯片9、CC2591芯片10、电源模块11；

A/D转换模块8：A/D转换模块8与CC2530主控芯片9连接，将模拟信息转换为数字信号；

CC2591芯片10：CC2591芯片10与CC2530主控芯片9，增大数据信号传输距离；

电源模块11：电源模块11与CC2530主控芯片9，为CC2530主控芯片9提供电能。

本实用新型使用时，终端设备节点2和路由器3连接电表1对电表1以及电表1数据信息进行采集，其中每个终端节点2都通过对电表1的信息进行采集并传输给协调器4节点，并且路由器3及终端设备节点2的运行与维护则是由协调器4节点完成。当收集齐所有节点2的信息后，协调器4通过Internet网络模块和防火墙6把信息传送给上位机系统的控制端，随后将信息记录到数据库中心7，从而实现信息的上传。协调器4端首先是通过接入Internet网络，连接到控制系统，协调器4由上位机进行控制后，执行控制命令转发任务，进一步对电表1进行监控，从而实现了系统命令的下传。

GPRS网络模块中的用户信息通过Internet网络模块和防火墙6将数据记录到数据中心7，控制系统通过Internet网络模块和防火墙6将指令下发到每个用户5终端。从整个系统来看，系统的操作是完成对信息、命令的上传下达。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。