基于ZigBee的无线智能电表系统设计

基于ZigBee的无线智能电表系统设计
防水牛津布作者：田青峰
来源：《硅谷》2012年第23期

摘要：设计实现一种基于ZigBee的无线智能电表系统。该系统以低功耗微处理芯片msp430为核心，选用高精度的AD7755作为电能计量芯片，通过CC2430芯片构成ZigBee无线自组织网络进行数据传输，实现电能计量、远程抄表、射频刷卡、远程充值、分时电价、远程时间同步等功能，具有可靠性高、抄表速度快、组网方便等优点，可广泛应用于居民楼抄表、工矿企业电力计量统计等领域。

关键词： ZigBee；智能电表；无线抄表；电能计量

贴片线圈中图分类号：TN871 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1210067-02

0 引言

随着生活水平的提高，居民用电量与电表数量也在不断的增加，传统的人工抄表方式已经无法满足电力系统的管理需求，使用具有无线抄表、分时电价等多种功能的智能电表系统

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本论文设计实现了基于CC2430芯片构建ZigBee自组织网状网络的智能电表系统。该系统具有电能计量、远程无线抄表、双向通讯、远程同步时间、远程更新电价、分时电价、射频识别刷卡预付费等功能。

1 系统架构

智能电表系统主要包括智能电表、中继器、集中器以及上位机管理软件等，系统架构如图1所示。

智能电表与服务器之间通过ZigBee网络实现双向通信，智能电表、中继器、集中器都是ZigBee网络中的设备。集中器负责建立ZigBee网络，通过安放中继器来增大无线网络的覆盖范围。

智能电表部分实现了电能信息采集、显示与上传、电源通断控制、RFID刷卡付费、ZigBee通信等功能。其硬件结构如图2所示。

图2左边为电能计量单元，主要包括电流采样电路、电压采样电路和电能计量电路，通过光电耦合传输给微控制器单元，核心器件为AD7755。右边为微控制器（MCU）控制单元，主要包括MCU、RFID重型门模块、Zigbee模块、二次密封RS232模块、显示模块等，微处理器为msp430，ZigBee模块为CC2430。为了防止交流干扰，在左右两个单元采用光电隔离、同时两部分的直流电源相互独立。

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