基于ZigBee技术的无线水表抄表系统.pdf基于ZigBee技术的无线水表抄表系统pdf,基于Zi

文件名称: 基于ZigBee技术的无线水表抄表系统.pdf

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详细说明：基于ZigBee技术的无线水表抄表系统pdf,基于ZigBee技术的无线水表抄表系统中国联盟 Freescale、TI等国际巨头都已推出了比较成熟的 zigbee丌发平台。 ZigBee标准基于802.15.4协议栈而建立,具备了强大的设备联网功能,它支持三种主要的自组织无线网络类型,即星型结构、网状结构(Mesh)和簇状结构( Cluster tree),特别是网状结构,具有很强的网络健壮性和系统可靠性 ZigBee网络协调器(FFD) ●zg9继器(FD) ZigBee终端设备(RFD或FFD) 图一 ZIGBEE星型网络结构星型网络结构特点支持点对点、点对多点通信中心节点为协调器,终端节点为终端设备所有数据经过中心节点彐适合圆形分散、距离较近的设备联网中国联盟 zgBe网络协调器FD) Zig Beer中继器(FD) ZigBee终端设备(RFD或FD) 网状结构图网状网络结构网状网络结构特点 s系统采用多跳式路由通信网终容量很大彐可以跨越很大的物理空间,适合距离较远比较分散的结构 MESH网状网络拓扑结构的网络具有强大的功能,网络的所有实体只有要通信范围之内,都可以互相通信,如果没有直接通路,还可以通过多级跳的方式来通信;该拓扑结构还可以组成极为复杂的网络:除此之外,网络还具备自组织、自愈功能。四、技术特点彐设备省电 zigbee技术采用了多种节电的工作模式,可以确保两节五号电池支持长达6个月到 2年左右的使用时间通信可靠 zigbee采用了CSMA-CA的碰撞避免机制,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时的竞争和冲突;MAC层采用了完全确认的数据传输机制, 中国联盟每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息; a网络的自组织、自愈能力强 zigbee的自红织功能:无需人工干预,网络节点能够感知其他节点的存在,并确定连接关系,组成结构化的网络; zigbee自愈功能:增加或者删除一个节点,节点位置发生变动,节点发生故障等等, 网终都能够自我修复,并对网络拓扑结构进行相应地调整,无需人工干预,保证整个系统仍然能正常工作。具备自组织、自愈能力的无线通信网终才是自动抄表系统最理想的通信方式成本低廉设备的复杂程度低,且 Zigbee协议是免专利费的,这些可以有效地降低设备成本 Zigbee的工作频段灵活,为免执照频段的就是没有使用费的无线通信。网络容量大个 ZigBee网络可以容纳最多254个从设备和一个主设备,一个区域内可以同时存在200多个 ZigBee网络曰数据安全 ZigBee提供了数据完整性检査和鉴权功能,加密算法采用AES128,同时各个应用可以灵活确定其安全属性。五、基于技术的无线自来水抄表系统解决方案通过前面对自来水抄表系统的技术要求分析,结合 zigbee技术特点和技术优势,采用 zigbee技术来实现水表的无线抄表是个非常理想的解决方案在实际应用中,我们选择了将 zigbee技术与GPRS/CDMA结合起来,根据抄表用户的不同分布,来灵活地构建抄表的无线网络。 ●对于每个抄表终端而言,要求超低功耗、低成本(包括设备成本、运行成本),并且数据的传输速率不高,对于居民小区的抄表,抄表终端通常分布较密集、距离较近, zigbee技术叮以很好地满足这些要求; ●终端采集的数据需要送到自来水公司的集抄管埋中心,这可以通过 GPRS/CMA网络来实现, 中国联盟它无距离限制,且无需网络规划、几乎不需要维护; ●所构建的κ igbee网络既可以是星形拓扑,也可以是网状网络拓扑,不论是哪种拓扑结构的 zigbee网络,根据实际的组网需要,设计合理的网络结构。终端节点 GPRS/CDMA 中心节悳数据库集抄中心单元楼居民小区 ZigBee无线自来水表抄表系统解决方案系统拓扑图彐采用MESH网状网络结构,保证数据传输的可靠性彐每幢单元楼设置一个 ZIGBEE远端节点日一个小区设置一个 ZIGBEE中心节点 ZIGBEE中心节点数据通过GPRS/CDMA或ADSL上传到集抄中心中国联盟中心节点楼层水表 485总线单元楼远端节点远端节点 ZigBee自来水抄表系统一单元楼结构彐每楼层水表通过RSA85总线连接 ZIGBEE远端节点彐每幢单元楼设置一个 ZIGBEE远端节点,负责数据收发或作路由器 ZIGBEE远端节点上传到 ZIGBEE中心节点六技术方案优势日前的自动抄表系统,从数据传输角度划分,可分为有线、无线两大类,这两大类抄表系统各有其适用的应用领域,但就抄表系统的投资、建设、维护等几方面而言,无线抄表系统显然具有更大优势。目前市场上的无线抄表系统大致可分为基于无线数传模块、基于GPRS/CDMA数字峰窝网络、或者是二者结合等几种方式,从应用角度而言,都存在以下一种或几种问题: 使用成本较高中国联盟 GPRS/CDMA数据传输需要付费,对于家庭水表抄表来说,系统的运行成本很高; 网终的自管理能力有限采用无线数传模块,除了数据轮询时间随节点数增加而线形增加外,所组建的无线网络的自管理功能非常有限,增加或者减少节点,郗需要人工去修改相应的数据库配置;节点出现故障,也常常需要人工去诊断等等抄表终端的供电问题难以很好地解决,由于抄表终端难以做到极低功耗,所以供电问题始终是一个瓶颈。比较项目 Zigbee GPRS/CDMA WLAN 网络使用2.4G免费频段,无使用费需要使用费免费频段,无使用费设备功耗极低网络规模容量很大, 传输距离 1—1000米远距离 1—50米传输带宽最大256K 128K 11M 技术优点成本低,功耗低,网络容量大,覆盖范围广,适合远距数据速率大网络安仝性高离传输中国联盟七、主要技术指标参数名称性能参数频段通讯协议标准网络拓扑结构网状网、星型调制方式数据传输速率最大寻址方式位地址,位网终地址数据加密错误校验信道接入方式和时化的信道数通信时延激活或信道接入), (设备搜索)

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