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基于物联网技术的智能抄表系统的研究

作　者: 刘利彬
导　师: 陈立军; 王富河
学　校: 东北电力大学
专　业: 控制工程
关键词: 物联网 ZigBee GPRS 无线抄表
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

随着社会的快速发展，居民生活用电量急剧攀升，电能表抄表量逐渐增大，用电管理成本增加，管理难度越来越复杂，传统的抄表技术已无法满足供电管理的需求。本文通过对现有抄表技术的研究对比，采用物联网思想，应用ZigBee无线通信技术与GPRS网络技术，实现远程无线抄表。该系统在设计的过程中主要分为软件设计与硬件设计。软件设计主要对硬件接口程序以及物理地址分配进行编写，利用.NET开发平台编写控制平台管理软件，实现采集数据的整理与分析功能。硬件部分主要针对采集器、集中器、协调器的整体框架进行设计，并制作相应模块设备。本系统中ZigBee模块主要采用CC2430芯片，GPRS模块采用SIM100芯片。组网方式上，分成局域网络和广域网络，局域网构建主要采用树形网络拓扑结构，由采集器构成，其主要作用是对电能表数据进行采集与传送。广域网络主要由集中器和协调器构成，该部分主要功能是接收采集器传输的数据，通过集中器上传至协调器，协调器通过串口将数据传递给控制中心。在数据的传输过程中，利用CC2430芯片接收数据，通过SIM100芯片连接互联网，将数据进行远程传递。控制中心在接收到数据后，对数据进行储存、分析。通过以上设计，实现了数据的无线传输，满足了无线抄表系统的要求。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
目录  9-11
第1章绪论  11-15
  1.1 课题研究背景及意义  11-12
  1.2 远程无线抄表技术的研究现状  12-14
    1.2.1 国外发展现状  12
    1.2.2 国内发展现状  12-13
    1.2.3 无线抄表技术的发展趋势  13-14
  1.3 本课题主要研究内容  14-15
第2章无线抄表系统的总体方案设计  15-23
  2.1 无线抄表系统的通信技术介绍  15-17
    2.1.1 ZigBee 技术简介  15
    2.1.2 ZigBee 技术的优势  15-16
    2.1.3 GPRS 技术简介及其特点  16-17
  2.2 无线抄表系统的开发工具介绍  17-20
    2.2.1 IAR 开发平台  17-18
    2.2.2 NET 平台与 ASP.NET  18-19
    2.2.3 SQL Server 简介  19-20
  2.3 无线抄表系统的组成结构  20-21
  2.4 各模块功能简介  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第3章无线抄表系统硬件部分设计  23-37
  3.1 无线抄表系统硬件总体设计  23
  3.2 主要芯片选择  23-26
    3.2.1 系统模块芯片选择标准  23-24
    3.2.2 ZigBee 模块芯片的选择  24-26
    3.2.3 GPRS 模块芯片选择  26
  3.3 采集器硬件设计  26-30
    3.3.1 CC2430 外围电路设计  27-28
    3.3.2 采集电路设计  28
    3.3.3 采集器供电电路设计  28-29
    3.3.4 采集器 PCB 设计  29-30
  3.4 集中器硬件设计  30-35
    3.4.1 集中器供电电路设计  31-32
    3.4.2 CC2430 与 SIM100 电路设计  32-33
    3.4.3 GPRS 组网方式  33-34
    3.4.4 协调节点硬件设计  34-35
  3.5 数据收发天线设计  35-36
  3.6 本章小结  36-37
第4章无线抄表系统软件设计  37-47
  4.1 系统主程序设计  37-38
  4.2 各模块程序设计  38-43
    4.2.1 采集器程序设计  38-39
    4.2.2 集中器程序设计  39-40
    4.2.3 协调器程序设计  40-41
    4.2.4 数据发送程序设计  41-42
    4.2.5 数据接收程序设计  42-43
  4.3 组网程序设计  43-46
  4.4 系统管理软件设计  46
  4.5 本章小结  46-47
第5章系统测试  47-55
  5.1 硬件测试  47-51
    5.1.1 数据采集测试  47-49
    5.1.2 节点通信距离测试  49-51
  5.2 软件功能测试  51-54
    5.2.1 数据查询实现  52-54
    5.2.2 设备管理实现  54
  5.3 本章小结  54-55
结论  55-57
参考文献  57-62
附录1 无线抄表系统硬件模块电路图  62-65
附录2 部分程序源代码  65-76
攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文  76-77
致谢  77

基于物联网技术的智能抄表系统的研究

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