一种基于ZigBee协议的无线抄表系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种基于ZigBee协议的无线抄表系统，电表终端系统包括：第一系统芯片，采集单相电电能计量芯片的计量信号并通过其ZigBee模块形成载有计量信号的射频信号；第一单极天线模块，将该射频信号上传到ZigBee网络中去；第一巴伦电路，建立第一系统芯片的双射频端口和第一单极天线模块的单射频端口之间的端口平衡；无线读表系统包括：第二单极天线模块，接收ZigBee网络中的射频信号；第二系统芯片，接收射频信号并解调出计量信号；第二巴伦电路，建立第二系统芯片的双射频端口和第二单极天线模块的单射频端口之间的端口平衡；显示装置，用来显示计量信号对应的电量。本实用新型专利技术适用于居民小区住户的集中电表测量读取，利于集中实时监视用户电量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于ZigBee协议(基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议)的无线抄表系统。
技术介绍
随着不断增长的居民住宅数目，独立式电能表的数量不断增加，抄表变得越来越繁琐。有线自动抄表系统存在的诸多问题，电路复杂，不利于系统的调试和维护，而且容易有线路老化，短路，损坏的风险，并且由于是抄表人员进行人工抄表，因此抄表数据容易有误。人们居住的越来越密集，户与户之间的距离越来越小，为了方便有效的对电力进行管理，需要改变现在所使用的抄表方式，提高抄表效率，降低一些不必要的风险和成本。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是提供一种基于ZigBee协议的无线抄表系统，在近距离内实现以无线方式读表，适合用于居民小区住户的集中电表测量读取，信号传输安全准确，利于集中实时监视用户电量。为解决上述问题，本技术提出一种基于ZigBee协议的无线抄表系统，包括多个进行电量计量并产生计量信号的电表终端系统；一接收计量信号并用以显示电量的无线读表系统；以及用以实现电表终端系统和无线读表系统之间近距离无线连接的ZigBee网络;其中，所述电表终端系统包括:单相电电能计量芯片，连接电量通道并对电量进行本地计量产生计量信号；第一系统芯片，集成有ZigBee模块，采集单相电电能计量芯片的计量信号并通过其ZigBee模块形成载有计量信号的射频信号；第一单极天线模块，将该射频信号上传到ZigBee网络中去；第一巴伦电路，建立第一系统芯片的双射频端口和第一单极天线模块的单射频端口之间的端口平衡；所述无线读表系统包括:第二单极天线模块，接收ZigBee网络中的射频信号；第二系统芯片，集成有ZigBee模块，接收射频信号并解调出计量信号；第二巴伦电路，建立第二系统芯片的双射频端口和第二单极天线模块的单射频端口之间的端口平衡；显示装置，连接第二系统芯片，用来显示计量信号对应的电量。根据本技术的一个实施例，所述第一系统芯片和第二系统芯片均为型号CC2430的系统芯片。根据本技术的一个实施例，所述第一巴伦电路包括:第一电感，连接在第一系统芯片的第一射频端口和第二射频端口之间；第二电感，其第一端连接第一系统芯片的第一射频端口 ；第一电容，其第一端连接所述第二电感的第二端，其第二端接地；第三电感和第二电容，两者串联接在第一系统芯片的第一射频端口和第二射频端口之间，两者的串联节点用来连接第一单极天线模块的单射频端口。根据本技术的一个实施例，所述第二巴伦电路包括:第四电感，连接在第二系统芯片的第一射频端口和第二射频端口之间；第五电感，其第一端连接第二系统芯片的第一射频端口 ；第三电容，其第一端连接所述第五电感的第二端，其第二端接地；第六电感和第四电容，两者串联接在第二系统芯片的第一射频端口和第二射频端口之间，两者的串联节点用来连接第二单极天线模块的单射频端口。根据本技术的一个实施例，所述第一单极天线模块和第二单极天线模块中的天线均为chirp单极天线。根据本技术的一个实施例，所述ZigBee网络包括一 ZigBee网络协调器和多个ZigBee路由器，ZigBee网络协调器和各ZigBee路由器之间通过默认或设定的路由方式传输信号。根据本技术的一个实施例，所述单相电电能计量芯片为型号ATT7053的电能计量芯片。采用上述技术方案后，本技术相比现有技术具有以下有益效果:在电表终端系统和无线读表系统上均采用集成有ZigBee模块的系统芯片，通过ZigBee网络实现近距离的无线读表；无线读表系统上的显示装置可以监视多个电表终端系统的电量情况，电量使用情况实时反映，利于集中控制；通过设在两个端的单极天线实现信号收发，并且通过巴伦电路将单极天线和系统芯片的端口转换匹配起来，信号传输安全准确。【附图说明】图1为本技术一个实施例的基于ZigBee协议的无线抄表系统的结构框图；图2为本技术一个实施例的电表终端系统的电路结构示意图；图3为本技术一个实施例的无线读表系统的电路结构示意图。【具体实施方式】为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施的限制。参看图1，本技术的一种基于ZigBee协议的无线抄表系统，包括电表终端系统1、无线读表系统2、ZigBee网络3。电表终端系统I用来进行电量计量并将产生计量信号，电表终端系统I可以是多个，为了描述简洁，图中仅示出I个电表终端系统I。无线读表系统2用来接收计量信号并根据计量信号显示电量。ZigBee网络3用以实现电表终端系统I和无线读表系统2之间近距离无线连接的，ZigBee网络3是一个低速率无线个人区域网络，对小流量，低速率的数据传输有着安全，可靠，低成本，低功率，且易于安装的优势，适合用在密集用户群下的无线抄表系统中。参看图1和图2，其中，所述电表终端系统包括:单相电电能计量芯片11，第一系统芯片12，第一巴伦电路14，以及第一单极天线模块13。优选的，单相电电能计量芯片为型号ATT7053的电能计量芯片。第一系统芯片12优选的采用型号CC2430的系统芯片，其内部具有ZigBee模块(低功率射频收发器，频率在2.4GHz上)，可以理解也具有一般系统芯片所具有的处理器、存储器等，具有数据处理功能和数据存储功能。单相电电能计量芯片11连接电量通道P并对电量进行本地计量产生一计量信号，单相电电能计量芯片11和第一系统芯片12连接，第一系统芯片12内集成有ZigBee模块，在采集单相电电能计量芯片11的计量信号后，通过其ZigBee模块形成载有计量信号的射频信号，将该射频信号通过第一单极天线模块13上传到ZigBee网络中去。第一单极天线模块13的天线例如是50 Ω的Chirp (—种编码脉冲技术名称)单极天线，但是第一系统芯片12有两个射频端口，单极天线只有单个端口，因此需要建立一个平衡，第一巴伦电路14可以用来完成双端口和单端口匹配连接的任务，换言之，第一巴伦电路14建立第一系统芯片12的双射频端口和第一单极天线模块13的单射频端口之间的端口平衡。参看图1和图3，无线读表系统2包括:第二单极天线模块23，第二当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ZigBee协议的无线抄表系统，其特征在于，包括多个进行电量计量并产生计量信号的电表终端系统；一接收计量信号并用以显示电量的无线读表系统；以及用以实现电表终端系统和无线读表系统之间近距离无线连接的ZigBee网络；其中，所述电表终端系统包括：单相电电能计量芯片，连接电量通道并对电量进行本地计量产生计量信号；第一系统芯片，集成有ZigBee模块，采集单相电电能计量芯片的计量信号并通过其ZigBee模块形成载有计量信号的射频信号；第一单极天线模块，将该射频信号上传到ZigBee网络中去；第一巴伦电路，建立第一系统芯片的双射频端口和第一单极天线模块的单射频端口之间的端口平衡；所述无线读表系统包括：第二单极天线模块，接收ZigBee网络中的射频信号；第二系统芯片，集成有ZigBee模块，接收射频信号并解调出计量信号；第二巴伦电路，建立第二系统芯片的双射频端口和第二单极天线模块的单射频端口之间的端口平衡；显示装置，连接第二系统芯片，用来显示计量信号对应的电量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏雯，赵展，邵雯，徐君书，
申请(专利权)人：苏州工业职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32