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无线抄表系统的设计与实现

作　者: 李果
导　师: 丁庆生；杨明
学　校: 电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 无线抄表 ZigBee技术 采集器 终端节点
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 76次
引　用: 1次
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内容摘要


无线抄表是利用无线网络技术和通信技术自动读取和处理仪表数据的一种手段,提高了自动化水平,是网络技术和通信技术迅速发展的必然。它缓解了抄表人员的劳动力度,使人们疏忽造成的抄表错误减少,而且具有抄收速度快,抄表实时性好等优点。ZigBee是一种新兴的近距离、复杂度低、低功耗、低速率、低成本的无线网络技术。它依据IEEE802.15.4标准,在数千个微小的ZigBee节点之间相互协调实现通信。在楼宇自动化、无线抄表、工业监控领域具有广阔的市场空间。本文首先介绍了无线抄表系统的背景,以及自动抄表发展的历史;其次,介绍了从上层的应用会聚层和网络层到下面的介质访问层和物理层的ZigBee协议栈理论知识;接着介绍了抄表系统的网络构成、网络建立和数据传输等理论基础,最后从硬件设计和软件设计来实现抄表节点。本论文主要完成以下几个方面的研究工作:系统分析了现有的抄表行业和无线抄表系统的发展状况以及相关的无线数据传输技术,并进行了比较,完成了基于ZigBee技术的无线抄表系统方案。探讨了ZigBee技术中数据传输涉及到的相关技术。基于目前的实际条件对硬件和软件进行设计。通过对ZigBee技术的研究,并对硬件和软件进行大量的联合调试、实验和分析,研究系统运行的可靠性、实时性和安全性。作为实际应用系统的前期原理性实现,目前小范围实验网络运行良好,完成了预期的目标;该系统为无线ZigBee网络研究提供了一个新颖的系统开发平台。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 课题背景  10
  1.2 自动抄表技术  10-12
  1.3 国内外研究概况和发展  12-15
    1.3.1 国外抄表系统  12-14
    1.3.2 国内抄表系统  14-15
  1.4 本论文的主要工作  15-17
第二章 ZigBee 技术  17-22
  2.1 ZigBee 技术的特点  17-19
  2.2 ZigBee 技术分析及与其它无线技术的比较  19-21
    2.2.1 ZigBee 技术分析  19
    2.2.2 ZigBee 同其它无线技术的比较  19-21
      2.2.2.1 ZigBee技术与UWB技术  19-20
      2.2.2.2 ZigBee 技术与蓝牙技术  20
      2.2.2.3 ZigBee 技术和 Wi-Fi 技术  20-21
  2.3 本章小结  21-22
第三章 IEEE802.15.4 标准  22-27
  3.1 IEEE802.15.4 网络简介  22-25
    3.1.1 IEEE 802.15.4 网络拓扑结构  23-24
    3.1.2 网络拓扑的形成过程  24-25
  3.2 IEEE.802.15.4 网络协议栈  25-26
    3.2.1 物理层  26
    3.2.2 MAC子层  26
    3.2.3 安全服务  26
  3.3 本章小结  26-27
第四章 需求分析与系统实现  27-36
  4.1 系统需求分析  27
  4.2 系统网络架构  27-29
  4.3 系统网络的建立  29-32
    4.3.1 ZigBee 组网方式  29-30
    4.3.2 网络设备建立网络的过程  30-32
    4.3.3 网络设备加入方式  32
  4.4 网络数据传输  32-35
    4.4.1 ZigBee 网络寻址  32-33
    4.4.2 ZigBee 网络传输的帧格式  33-34
    4.4.3 ZigBee 网络数据传输  34-35
  4.5 本章小结  35-36
第五章 无线抄表系统的硬件设计  36-43
  5.1 硬件系统的组成  36-37
  5.2 采集器模块的组成及功能  37-38
  5.3 路由器模块的组成及功能  38-39
  5.4 集中器模块的组成及功能  39-41
  5.5 管理器模块的组成及功能  41-42
  5.6 本章小结  42-43
第六章 无线抄表系统的软件设计  43-55
  6.1 无线抄表系统路由算法  43-47
    6.1.1 ZigBee 路由算法分析  43-44
    6.1.2 路由算法的流程  44-47
  6.2 釆集器软件设计  47-48
  6.3 集中器软件设计  48-54
    6.3.1 SD卡基础  48-49
    6.3.2 SD卡驱动层软件设计  49-50
    6.3.3 SD卡FAT32文件层软件设计  50-52
    6.3.4 SD卡应用层软件设计  52-54
  6.4 本章小结  54-55
第七章 PC 机管理软件的设计  55-61
  7.1 PC 软件结构  55-56
  7.2 数据库表  56-58
  7.3 数据监控流程  58-59
  7.4 WEB 页面  59-60
  7.5 本章小结  60-61
第八章 总结  61-62
  8.1 工作总结  61
  8.2 下一步的工作  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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