一种基于ZigBee技术的无线远程抄表控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于ＺｉｇＢｅｅ技术的无线远程抄表控制系统，它包括电表本体和外置显示装置。所述的外置显示装置与电表本体通过Ｚｉｇｂｅｅ无线通讯网络连接，电表本体包括主控单元电路及分别与主控单元电路连接的电能计量模块、断电控制模块、Ｚｉｇｂｅｅ网络通讯模块、ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ网络通讯模块、ＬＣＤ显示模块；还包括与各部分相连接的电源模块；所述的主控电路为中央控制处理器，包括单片机及存储单片机参数数据的随机存储器ＦＬＡＳＨ、存储器ＲＡＭ和ＥＥＰＲＯＭ。本实用新型专利技术组网灵活，通信效果好，软件升级方便，显示的数据容量大，以及适用于工业现场。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种无线通讯技术以及自动数据采集技术，具体涉及到一种基于ZigBee 技术的无线远程抄表控制系统。
技术介绍
目前供电部门通过电表计量各用户用电量，以往的机械电表需人工上门抄表，增加了电 力部门管理成本，现在可以利用电力线载波技术远程抄表或者预付费电表来解决这个问题。 随着工业的迅速发展和人们生活水平的提高，空调、电视等家用电器越来越普及，民用和工 业用电量持续增加，我国的电力资源相对不足，节约用电也提到日程上来。在一些城市对电 量实行了分时分段计价方式，对用户而言，就要关心很多用电参数，例如，电价什么时段便 宜，什么时段高，在某个时段的用电量及电费，要想査看这些参数必须到放置电表处査看， 非常麻烦，而且不可能达到实时效果，使用户节电意识淡化。使用无线抄表系统对现场设备进行数据采集与参数设置具有性能稳定、移动性强、组网 灵活等优势。然而，目前无线抄表系统釆用的无线通信技术(例如蓝牙、802. ll等)主要是 点对点或者点对多点的通信方式，数据的传输没有路由功能，这极大地局限了无线抄表的有 效范围和可靠性。ZigBee无线通信技术是一种低速率、低成本、低功耗的短程无线网络协议。 在众多无线网络技术中，ZigBee技术具有数据传输安全可靠、组网简易灵活、设备成本低、 电池寿命长等独特的优势，而基于ZigBee技术的抄表控制系统将具有低成本、可靠性好、可 维护性高、适用性好的特点。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述不足，提供一种性价比高，组网灵活，通信效果好，软件 升级方便，显示的数据容量大，以及适用于工业现场，方便携带的基于ZigBee技术的无线远 程抄表控制系统。一种基于ZigBee技术的无线远程抄表控制系统，包括电表本体和外置显示装置，所述的 外置显示装置与电表本体通过Zigbee无线通讯网络连接；电表本体包括主控单元电路及分别 与主控单元电路连接的电能计量模块、断电控制模块、Zigbee网络通讯模块、GPRS/CDMA 网络通讯模块、LCD显示模块；还包括与各部分相连接的电源模块；所述的主控电路为中央 控制处理器，包括单片机及存储单片机参数数据的随机存储器FLASH、存储器RAM和3EEPROM，分别通过各自的数据总线、地址总线和控制总线连接主控电路的输入/输出接口， 按键接口连接中央控制处理器输入接口，液晶显示模块连接中央控制处理器数据输出接口， Zigbee网络通讯的异步串行通信接口与中央控制处理器的串口相连，完成中央控制处理器与 Zigbee网络通讯模块之间的数据交换；所述的电能计量模块，其输入端采样电力线路的信号， 输出端输出电能计量数据至单片机；所述的GPRS/CDMA无线通讯模块，其一端与外部进行 数据交换，另一端连接至单片机的串行数据口；所述的断电控制模块，由单片机接收外部断 电控制信号，控制电表内置继电器的闭合或断开来控制用户线路相线的连通或断开；所述的 LCD显示模块，由单片机直接驱动，显示电表各项参数数据；所述的电源模块用于给整个内 部功能电路提供电源；所述的Zigbee网络通讯模块用于与外置LCD显示装置通讯，传输电 表本体的各计量数据。其中，所述的外置显示装置包括单片机及与单片机连接的存储器、液晶驱动IC、 Zigbee 网络通讯模块、与液晶驱动IC连接的液晶显示屏、与以上部分均连接的电源模块。其中，所述的随机存储器FLASH存储程序代码，存储器RAM存储采集的数据，EEPROM 存储汉字字库。其中，所述的Zigbee网络通讯模块具有自动组网和路由功能，自动组成Mesh结构网络。 其中，该Zigbee抄表系统通过Mesh结构网络的路由路径完成数据采集和无线控制。本技术的有益效果是(1)提供了一种入网快捷，灵活方便，通信安全可靠，便于 携带，抄表工作范围广，数据传输安全可靠的无线抄表系统；(2)通过增加GPRS/CDMA无 线通讯模块和Zigbee网络通讯模块，使电表能够通过移动网络传输付费信息，利于电力部门 管理，又通过Zigbee网络通讯技术搭配另外的显示装置，使用户能够方便的査看各项用电参 数，能够计划用电，节约资源；(3)该抄表系统可以有效地扩大抄表的有效范围，抄表器只 需要进入Zigbee无线网络覆盖的有效区域内，依靠网络中的路由路径完成对网络中整个工业 现场设备的数据采集以及无线控制。附图说明图1是本技术的原理组成示意图2是本技术的外置显示装置组成示意图3是本技术和控制中心的通信连接示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的描述。如图1所示，本技术主要包括电表本体和外置显示装置，所述的外置显示装置与电 表本体通过Zigbee无线通讯网络连接；电表本体包括主控单元电路及分别与主控单元电路连 接的电能计量模块、断电控制模块、Zigbee网络通讯模块、GPRS/CDMA网络通讯模块、LCD 显示模块；还包括与各部分相连接的电源模块；所述的主控电路为中央控制处理器，包括单 片机及存储单片机参数数据的随机存储器FLASH、存储器RAM和EEPROM，分别通过各自 的数据总线、地址总线和控制总线连接主控电路的输入/输出接口，按键接口连接中央控制处 理器输入接口，液晶显示模块连接中央控制处理器数据输出接口， Zigbee网络通讯的异步串 行通信接口与中央控制处理器的串口相连，完成中央控制处理器与Zigbee网络通讯模块之间 的数据交换；所述的电能计量模块，其输入端采样电力线路的信号，输出端输出电能计量数 据至单片机；所述的GPRS/CDMA无线通讯模块，其一端与外部进行数据交换，另一端连接 至单片机的串行数据口；所述的断电控制模块，由单片机接收外部断电控制信号，控制电表 内置继电器的闭合或断开来控制用户线路相线的连通或断开；所述的LCD显示模块，由单片 机直接驱动，显示电表各项参数数据；所述的电源模块用于给整个内部功能电路提供电源； 所述的Zigbee网络通讯模块用于与外置LCD显示装置通讯，传输电表本体的各计量数据。LCD显示模块在读写控制信号以及控制线的控制下通过数据总线连接中央控制处理器输 出接口，实现显示数据的输出。液晶显示提供一个交互式图形用户界面给现场操作人员，通 过调用RAM存储器中存储的采集到的各种数据，可以直观地了解现场设备的各项参数，并 且通过EEPROM存储器存储的汉字字库，可实现显示菜单的汉字显示。键盘通过键盘接口电 路连接中央控制处理器，在键盘上输入各种命令，可以实现各级菜单的翻阅、现场设备参数 的设定和修改、控制指令的发出等功能。Zigbee网络通讯模块是实现数据无线发送和接收的终端，它通过串口与中央控制处理器 通信。该Zigbee抄表器采用的是具有自动组网、自动路由功能的Zigbee模块，该模块的硬件 接口方式为异步串口通信，软件接口方式是一系列通信命令格式。将模块的串口与微处理器 的串口进行硬件交叉互连后，可使用配置命令对Zigbee模块的各种关键属性(例如无线收 发频段，功率等)进行配置，属性设置完成后可以利用通信命令将需要发送的数据包含在命 令中，遵循串口通信协议，将需发送的数据传送给Zigbee通信模块，Zigbee通信模块接收到 包含有数据的通信命令后从中取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＺｉｇＢｅｅ技术的无线远程抄表控制系统，包括电表本体和外置显示装置，其特征在于，所述的外置显示装置与电表本体通过Ｚｉｇｂｅｅ无线通讯网络连接；电表本体包括主控单元电路及分别与主控单元电路连接的电能计量模块、断电控制模块、Ｚｉｇｂｅｅ网络通讯模块、ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ网络通讯模块、ＬＣＤ显示模块；还包括与各部分相连接的电源模块；所述的主控电路为中央控制处理器，包括单片机及存储单片机参数数据的随机存储器ＦＬＡＳＨ、存储器ＲＡＭ和ＥＥＰＲＯＭ，分别通过各自的数据总线、地址总线和控制总线连接主控电路的输入／输出接口，按键接口连接中央控制处理器输入接口，液晶显示模块连接中央控制处理器数据输出接口，Ｚｉｇｂｅｅ网络通讯的异步串行通信接口与中央控制处理器的串口相连，完成中央控制处理器与Ｚｉｇｂｅｅ网络通讯模块之间的数据交换；所述的电能计量模块，其输入端采样电力线路的信号，输出端输出电能计量数据至单片机；所述的ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ无线通讯模块，其一端与外部进行数据交换，另一端连接至单片机的串行数据口；所述的断电控制模块，由单片机接收外部断电控制信号，控制电表内置继电器的闭合或断开来控制用户线路相线的连通或断开；所述的ＬＣＤ显示模块，由单片机直接驱动，显示电表各项参数数据；所述的电源模块用于给整个内部功能电路提供电源；所述的Ｚｉｇｂｅｅ网络通讯模块用于与外置ＬＣＤ显示装置通讯，传输电表本体的各种计量数据。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕晓冬，
申请(专利权)人：吕晓冬，
类型：实用新型
国别省市：41[]