在我们国家,在国家电网提出智能电表之前,其发展和推广都非常的缓慢。当前我国的智能电表生产资费庞大,应用较少,只有一些高档的场所被负责安装了,其价格的昂贵导致智能电表在国内的发展停滞不前。在2012年前后,我国开始全面投入建设和改造,经过几年的发展智能电表的应用得到了进一步的提升和普及。据相关调查表明,当前国家电网在智能电表使用数上已经高达5000多万只。预计到2015年底,其使用量能达到2。5亿只,届时我国将成为全世界最大的智能电表消费市场。最近北上广等一些发达一些的城市已经开始全面覆盖使用。2011年,江苏已经开始进行智能电网建设项目,预计将有三十万人的生活得到便利,目前有50%以上的居民正在使用智能电网,预计到2012年,将有超过300万人能够真正体会到智能电表及智能设备带来的便利。2013年,南京市将采取以旧换新的活动,鼓励居民使用智能电表,让智能电表得到进一步的普及。让新技术进入人们的生活,改善人们的生活。
1。3 本文的主要内容
文章主要从下面几个过程来设计实现:
(1)数据采集
数据采集部分主要使用AD7755电量计量芯片对用户端电表进行数据采集,然后将采集到的数据发送到MSP430单片机,进行计算转换成对应的电量值,则这部分的采集功能就能实现了。
(2)数据发送
数据发送分为两个阶段:MSP430芯片将采集到的电量数据通过RS-485总线传输给ZigBee节点。ZigBee节点再把数据传给网络中的协调器。发送数据的节点可以使全功能设备(FFD),也可以是半功能设备(RFD),FFD功能相对要全一点,可以在网络中充当路由设备,也可以进行数据的信息的发送。
(3)数据接收控制
ZigBee终端节点可以将数据直接或间接发送给ZigBee协调器。当进行间接地数据传输时,ZigBee传输距离有限,必须通过相应的路由算法,寻找到合适的路径再将数据传给协调器。
(4)系统总体设计
系统的整理结构分为硬件设计和软件设计。硬件部分主要包括电量采集模块、电源模块、MSP430最小系统以及CC2591射频功率放大模块的硬件电路设计。软件部分则主要介绍整个系统及各个模块的工作流程。
2 ZigBee无线通信技术
2。1 ZigBee技术简介
蜜蜂飞过花从时会通过肢体语言与同伴交流,它们会向同伴传递一些信息来传达自己的信息。生物学研究中,发现蜜蜂会通过肢体语言来向同伴传达食物所在的位置。这在生物学中形成了一种新的名叫Zig Zag的肢体语言,密封通过它来传递一些必要的信息,与此同时,新一代的无线通信技术也诞生了,并借此定义了此项技术,简称ZigBee[6]。
总体来说,基于新一代无线通信技术产生的网络连接发展非常的迅速,它们种类繁多,但是在结构上与中国联通的CDMA以及移动的GPRS网络有很多相似之处。基于新型无线通信技术产生的网络,它们把节点作为一个设备与另一个设备进行传输数据的中间部分,就与一些移动通信网络中的基站是一个道理,然而一个完整的无线通信系统最多支持五千多个ZigBee设备同时存在,通信距离可长可短[7]。在进行数据通信的过程中,往往会遇到节点自动进行数据的监测或者采集或者可以与别的传感器进行连接,在此过程中,任何一个ZigBee网络节点都可能被监测,而且节点本身也能够自行传送由别的节点传输过来的信息。
但是在相比其他的网络的用途的时候就可以发现,ZigBee无线通信网络主要应用于工业项目,它的设立可用于数据的自动化传输等等方面。而列如CDMA网络和GPRS网络,它们则主要应用于用户业务方面的使用。平时大家都接触到的移动通信在建设的过程共需要花费大量的资金和人力,因为在实现它语音通信之前需要建立基站,每个基站的价格都在好几百万元,再加上人力的耗费,所以这种网络的构建与要花费大量的成本。与ZigBee技术相比,ZigBee技术更加便宜方便,而且建设过程简单,易于调配。