远程无线抄表系统的研究与设计

论文摘要

抄表系统的发展在工业控制领域中有着十分重要的意义。传统的人工抄表方式费时、费力,效率低下导致其准确性和及时性都得不到保障,随着国民经济的增长与科学技术的进步,已经不再适应社会的发展需求,所以对传统的手工抄表方式进行技术革命具有十分重要的现实意义。本文采用GPRS网络和ZigBee无线通信技术,构建了一种无线抄表系统,将现代通信技术和计算机技术结合在一起,能够及时、准确、全面地反映用户表具的使用情况,同时很好的弥补传统方式的缺点。本文主要研究了以下内容：首先,介绍了国内外无线抄表系统发展的的历史与现状,然后对无线抄表系统进行总体设计,给出系统总体构架方案；其次,对无线抄表系统的GPRS数传终端以及ZigBee无线传感器网络节点的硬件进行了详细设计,并设计了ZigBee采集节点与燃气表的接口电路,设计完成了各功能模块的硬件电路；第三,对无线抄表系统的软件进行设计,完成了数传终端在系统中的功能实现,并在已有ZigBee协议栈的基础上,主要完成设计了ZigBee无线传感器网络节点软件的功能并通过编程实现；进行了中央监控软件的功能和界面设计,实现下位机与上位机的数据传输；最后,在实验室环境下对系统进行调试,进行数据通讯实验。结果表明：本课题所设计的基于GPRS网络和ZigBee无线通信技术的无线抄表系统能够准确、可靠地完成数据采集、数据传输、数据处理等功能,基本满足自动抄表要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.1.1 课题研究背景
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 国内外无线抄表系统研究概况
• 1.3 课题研究的主要内容和论文结构
• 2 远程无线抄表系统的技术基础
• 2.1 GPRS技术
• 2.1.1 GPRS技术概述
• 2.1.2 GPRS特点
• 2.1.3 GPRS网络体系结构
• 2.2 ZigBee技术
• 2.2.1 ZigBee概述
• 2.2.2 ZigBee技术的特点
• 2.2.3 ZigBee协议栈和网络拓扑结构
• 2.2.4 ZigBee技术的应用前景
• 2.3 本章小结
• 3 远程无线抄表系统总体设计
• 3.1 总体结构设计方案
• 3.2 系统各部分主要功能分析
• 3.2.1 监控中心站的功能
• 3.2.2 数传终端的功能
• 3.2.3 数据采集端的功能
• 3.3 本章小结
• 4 远程无线抄表系统硬件设计
• 4.1 数传终端硬件设计
• 4.1.1 微处理器
• 4.1.2 GPRS无线数据传输模块G24
• 4.1.3 RS232电路设计
• 4.1.4 复位电路设计
• 4.1.5 电源电路设计
• 4.2 数据采集端硬件设计
• 4.2.1 ZigBee节点硬件设计
• 4.2.2 ZigBee终端节点与燃气表接口电路的设计
• 4.3 本章小结
• 5 远程无线抄表系统软件设计
• 5.1 数传终端软件设计
• 5.1.1 常用AT指令及使用
• 5.1.2 数传终端程序总体设计
• 5.1.3 数传终端设置程序设计
• 5.1.4 数传终端通信程序设计
• 5.2 数据采集端软件设计
• 5.2.1 Z-STACK协议介绍
• 5.2.2 ZigBee节点软件设计
• 5.3 上位机软件设计
• 5.3.1 Winsock概述
• 5.3.2 基于Winsock的网络通信
• 5.4 系统通信协议的设计
• 5.5 本章小结
• 6 远程无线抄表系统调试与分析
• 6.1 数传终端与计算机的通信调试
• 6.2 ZigBee无线传感器网络节点调试
• 6.2.1 调试环境的建立
• 6.2.2 节点功能调试
• 6.3 系统总体调试
• 6.4 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 论文工作总结
• 7.2 论文不足之处及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录