论文部分内容阅读
随着科技的飞速发展,传统抄表技术已不再适合当今物业管理的需要,传统抄表技术存在着很多不利因素,无线自动抄表技术与其相比具有不入户、管理费用低、快速以及避免误抄、错抄等优点。自动抄表是指采用计算机技术和通信技术来自动读取和处理表数据的一种手段,是提高能耗管理部门自动化水平的需要,也是计算机技术和通信技术迅速发展的必然。本篇论文从基于ZigBee技术的无线抄表系统收发功能模块的研制入手,讨论在此领域ZigBee无线接入技术的特点及应用,以及具体相关模块的设计与功能实现。ZigBee是一种低速率、低功耗、短距离无线接入技术,是专为低速率传感器和控制网络设计的无线网络协议。与其它无线协议相比,ZigBee无线协议实现了低复杂性、减缩的资源要求,并且提供了一组标准的规范。它提供了三个工作频带,以及一些网络配置和可选的安全功能,是为低速率控制网络设计的标准无线网络协议。论文首先阐述了自动抄表市场的国内外发展概况,项目背景,介绍了ZigBee网络拓扑结构、ZigBee协议各层结构及其功能,以及CC2430等各种芯片。论文侧重于收发功能模块的设计和功能的软件实现。其中协调器节点和RFD(简化功能设备)节点均由CC2430芯片及外围电路所组成。论文完成了ZigBee通信模块的硬件设计、CC2430芯片版本测试软件的设计、ZigBee模块间通信软件的设计及抄表系统数据采集软件的设计。在完成了硬件的实现及软件设计的基础上完成了各软件部分的仿真调试。设计完成后,硬件和软件能够配合完成CC2430版本的测试、ZigBee模块间的通信及数据的采集等功能。ZigBee模块通信时首先协调器节点组建一个网络,然后RFD节点申请加入该网络,协调器节点和RFD节点能够实现网络信号的接收和发送。在设计过程中,我们充分考虑到硬件节点功耗低、成本低、体积小等要求。为减小节点体积,元件的外部封装都选用表面贴装元件。设计中利用Protel 99 SE电路板设计软件,首先绘制电路原理图,完成原理图后生成网络表,接下来进入实际布线过程,生成印制电路板。CC2430结合DSSS(直接序列扩频)射频收发器核心和8051控制器,其尺寸只有7×7mm。可实现将数字基带处理器,RF、模拟电路及系统存储器整合在同一个硅晶片上,能够提高性能并满足以ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段应用对低成本,低功耗的要求。CC2430以其自身的优点可以应用于各个领域。