基于ZigBee技术的无线抄电表系统设计 (2)

　　1. DCT采集功能：

　　(1) DCT电源部分：采用两节五号电池，一次更换可以维持半年至两年。

　　(2) DCT数据表存储器：这部分要有一定的空间存放数据，当数据量较少时，可以利用芯片的Flash存放，如果数据量较大，可以留个备用接口，可对容量进行扩展。

　　(3) DCT计时系统：

　　a．主要提供时钟进行等间隔取样和启动预设任务和程序。

　　b．可以通过遥控指令进行校正。

　　(4) DCT脉冲采集接口：与电能表相连的DCT应设一个缓冲界面，通过这个界面，可以切换到不同型号电能表，使可对多种电能表进行脉冲采集，转变为相应度数。

　　(5) 采集方式:可以定期采集，也可以在接到控制中心命令后进行随机采集，与电能表连接的 DCT可以随机采集脉冲。

　　(6) 外设接口:可以让相关人员直接用手提电脑连接控制器，进行检测和排除故障等功能。

　　2. 无线发送、接收功能：工作站每隔一段时间后定期实现对其范围内的采集点进行信息的传递和汇集。

　　(1)各个 DCT可看作节点，通过无线Zigbee逐次节点来传输信息;每个节点出现异常，都可以通过外设接口进行处理。考虑到住区范围可能大于ZigBee无线通信的距离，所以对于规模较大的区域，设置多个 DCT，把数据往上一级传送，然后送到工作站，最后到达控制中心。

　　(2)发送：第一个节点指向第二个节点，当第二个节点状态无效时，第一个节点指向第三个节点，以此类推；即对同伴 ID寄存器的 ID呼叫，如果A没有回答，呼叫 B；B也没有回答，呼叫 C；如果没有回答，要把状态写到状态寄存器。

　　(3) 第一个节点呼叫第二个节点，发送呼叫信号判断第二个 DCT状态是否有效：

　　a.有效：发送呼叫第一个节点传输数据的应答信号。

　　b.无效：发送失败应答信号、并传输第二个节点状态和第三个节点 ID给第三节点。

　　(4) 接收应答信号：

　　a.传输数据的应答信号：向第二节点传输数据。

　　b.失败的应答信号：当超过预定时间没有收到应答，重发；重发超过 5次，就判定失败，存储第二个节点状态，向第三节点发送呼叫信号。

　　(5) 接收数据：

　　a.误差检测。

　　b.出错处理。

　　(6) 传输数据完毕，指示该 DCT清空。

3．节点功能：

　　(1)  采集以及存储：通过计时器以及脉冲输入计数器记录在单位时间内的数据足够的储存空间储存未上交的数据，数据发送并得到确认后，自动清空储存空间，继续记时。

　　(2) 节点数据的发送：为了不引起数据传输时的数据冲突，每个节点设置不同的固定的发送时间。发送数据包括以下内容：发送源ID，数据类型，目标ID，数据/控制字段，校验字段。具有发送列表，规定出固定可能的转发对象。使用三次握手保证数据的正确传送。

　　(3) 节点数据的接受:节点拥有接受工作站命令以及中转其他节点信息功能，设计拓扑网络以及转发表，规定具体数据接受，转发以及抛弃。遇到堵塞节点上交异常消息。

　　(4) 与工作站相连的收发节点能定时发送检测信号，观察各节点运行状况，并上交具体故障点。该节点与工作站以串口方式连接。

　　4. 网络传输功能：控制中心能对内部局域网的所有工作站汇集信息进行 TCP/IP传输、存储。

　　(1)各个工作站通过局域网网络传输数据至控制中心：

　　a. 建立 NFS(网络文件系统)；

　　b. 建立主机(控制中心)、客户端(工作站)应用程序。

　　(2)控制中心建立数据库，存储所有工作站的信息。

　　5. 控制中心数据库查询功能：

　　(1) 查询管理：按 ID查询、出错状态查询，对数据源数据能进行动态预览。

　　(2) 统计功能：按照具体的条件进行统计，对统计结果能进行动态预览。

　　(3) 控制中心通过数据库可查询所有数据源的ID、状态和数值。

　　(4) 员工管理：员工信息添加、修改、删除、权限设置等。

　　(5) 权限管理：

　　a.最高权限：对数据库有全权控制，该权限无法通过网络进入，须在控制中心才能行使该职能。

　　b.一般权限：需验证登录，用户可通过浏览器进入控制中心浏览数据库相关记录，但不能修改。

　　6. 数据源状态监测：通过 4字节(32位)来实现数据点当前状态的定义。

4.结束语

　　本文介绍了一种基于 ZigBee技术的无线抄电表系统,该系统采用的ZigBee技术具有协议简单,成本低,传输可靠,数据安全性高，双向无线通信技术等优点。不过CC2430可能由于功率的限制，传输距离还有待提高。个人水平经验所限，还有许多可以进一步完善地方，特别是网络接口部分。

　　本文的创新点:实现一个能完成基本无线网络通信的系统 ,；实现单片机通过RS232接口与微机的通信，使整个无线网络的数据可以传送到微机上，并通过TCP/IP协议送到数据中心；而且该系统前期投入少，日常维护成本很低,它适合于远程无线抄电表系统。