基於Zigbee技術的遠程抄表系統的製作方法
2023-07-24 00:48:46 2
專利名稱：基於Zigbee技術的遠程抄表系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電錶管理技術，特別涉及一種基於Zigbee技術的遠程抄表系統。
背景技術：
隨著國家的發展，人們生活水平的提高，全國用電已經普及，並隨著人口移動的頻繁，用電戶每年在增加，城市用電量也越來越高，抄表變成很大的工作量，人們試著通過遠程抄表的方式節省勞動力，但無法跟上快速的用電發展，開發一個具有擴充性的抄表系統迫在眉睫。Zigbee是一種短距離、低功耗的無線通信技術名稱。其特點是近距離、低複雜度、低功耗、低數據速率、低成本、高容量、高安全。主要適合用於自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。Zigbee可採用星狀、片狀和網狀網絡結構，它由一個主節點管理若干子節點，一個主節點最多可管理254個子節點；同時主節點還可由上一層網絡節點管理，最多可組成65000個節點的大網。
發明內容本實用新型是針對目前已有的遠程抄表系統的擴充性和維護性較差的問題，提出了一種基於Zigbee技術的遠程抄表系統，通過Zigbee無線網絡可以簡單實現節點的添力口、數據的路由和網絡的擴充，且不依賴於空間和位置的限制。本實用新型的技術方案為一種基於Zigbee技術的遠程抄表系統,它包含Zigbee終端節點、Zigbee路由節點網絡、總匯聚節點和GPRS通信模塊，它由數個無線路由節點採用網狀結構組成Zigbee路由節點網絡，其中Zigbee終端節點採集電錶數據，送至無線路由節點；無線路由節點接收的數據統一通過Zigbee路由節點網絡發出；總匯聚節點接收Zigbee路由節點網絡傳來的數據；GPRS通信模塊將總匯聚節點處理後的數據送到伺服器。所述Zigbee終端節點包括電錶和Zigbee無線節點,Zigbee無線節點集成在電錶內，Zigbee無線節點採集電錶數據,通過Zigbee協議把數據和終端節點ID以及身份驗證信息發到Zigbee路由節點網絡上。所述Zigbee路由節點網絡收集到Zigbee終端節點發送的數據後,通過Zigbee算法查找合適的路徑，將數據傳輸到總匯聚節點。所述總匯聚節點接收各個無線路由節點發送過來的數據，總匯聚節點對數據匯總，進行身份驗證信息校驗，篩選出來有效信息之後把數據發送到GPRS通信模塊。本實用新型的有益效果在於本實用新型基於Zigbee技術的遠程抄表系統，通過Zigbee協議的路由網絡可以動態變化，實現了終端節點數據的可靠傳輸，無線網絡不會因為網絡中的一個節點或者一個路由節點損壞導致整個系統無法使用，增加了系統的可靠度；Zigbee動態路由功能，使得增加一個終端數據採集節點變得非常簡單，在添加節點的時候只需要指定下最終的數據節點為目的地即可；Zigbee作為一種低成本無線通信網絡，通過節點匯聚功能，大大降低了無線抄表系統的整體成本。
圖1為本實用新型基於Zigbee技術的遠程抄表系統結構框圖；圖2為本實用新型基於Zigbee技術的遠程抄表系統流程圖。
具體實施方式
如圖1所不基於Zigbee技術的遠程抄表系統結構框圖，系統包含Zigbee終糹而節點1、Zigbee路由節點網絡3、總匯聚節點4和GPRS通信模塊5。其中Zigbee終端節點I沒有路由功能，Zigbee終端節點I數據需要使用Zigbee傳輸協議，把數據傳送到Zig bee路由節點網絡3，最終經過Zigbee路由節點網絡3才能到達總匯聚節點4完成數據的收集。由數個無線路由節點2採用網狀結構組成Zigbee路由節點網絡3，即路由和路由節點可以相互進行數據傳遞，便於無線路由節點的充分利用，和增大數據總匯聚節點4的
覆蓋範圍。最終數據到達總匯聚節點4後，總匯聚節點4完成數據的篩選匯總，通過GPRS通信模塊5傳輸到遠端伺服器。如圖2所示基於Zigbee技術的遠程抄表系統流程圖，其中包括以下步驟SlOl :所述Zigbee終端節點1，負責採集電錶的數據，收到電錶有效數據後，定時向無線路由節點2申請發送數據，當鏈路申請成功後，通過Zigbee協議把數據和終端節點ID以及身份驗證信息發到Zigbee路由節點網絡3。S102 :所述無線路由節點2,收集到Zigbee終端節點I發送的數據後,通過Zigbee算法查找合適的路徑，通過Zigbee路由節點網絡3把數據最終傳輸到總匯聚節點4，此處路由節點僅負責數據的傳送，不負責終端ID的身份驗證功能。S103 :總匯聚節點4接收各個無線路由節點2發送過來的數據。S104 :收到數據後，總匯聚節點4進行數據匯總，進行身份驗證信息校驗，篩選出來有效信息，之後把數據發送到GPRS通信模塊5。S105 =GPRS通信模塊5負責把總匯聚節點4接收到的數據，通過GPRS發送到遠端伺服器。把Zigbee無線節點集成到電錶中，然後通過Zigbee無線節點，把電錶數據傳輸到Zigbee路由節點網絡3，然後傳輸到無線集中器的總匯聚節點4，最終GPRS通信模塊5把數據發送到伺服器，完成用戶電錶數據遠程採集。系統在添加新的用戶的時候，可以直接在現場安裝無線節點時，指定下最終的傳輸總匯聚節點地址即可加入到Zigbee無線傳輸網絡，通過路由網絡把數據傳輸到總匯聚節點。ZigBee提供了基於循環冗餘校驗(CRC)的數據包完整性檢查功能，支持鑑權和認證，採用了 AES-128的加密算法，各個應用可以靈活確定其安全屬性，防止非法客戶加入到無線網絡，增加網絡的安全性。通過Zigbee無線網絡，由於各個設備電氣上是獨立的，不會因為一臺終端設備或路由節點異常導致整個網絡無法使用路由網絡可以根據實際需求進行靈活變動，同時Zigbee的協議可以動態變化路由路徑，即使一個路由節點有問題，信息還可以通過其他路由節點來送到最終的匯聚節點。Zigbee無線網絡具有容量大的特點，根據路由拓撲結構可以實現一個總匯聚節點最多可以管理65000個終端節點，大大提高了遠程抄表的系統集成度和可管理性。
權利要求1.一種基於Zigbee技術的遠程抄表系統，其特徵在於，它包含Zigbee終端節點、 Zigbee路由節點網絡、總匯聚節點和GPRS通信模塊，Zigbee路由節點網絡由數個無線路由節點採用網狀結構組成，Zigbee終端節點採集電錶數據，送給無線路由節點，無線路由節點接收的數據統一通過Zigbee路由節點網絡發出，總匯聚節點接收Zigbee路由節點網絡傳來的數據，GPRS通信模塊將總匯聚節點處理後的數據送到伺服器。
2.根據權利要求1所述基於Zigbee技術的遠程抄表系統，其特徵在於，所述Zigbee終端節點包括電錶和Zigbee無線節點,Zigbee無線節點集成在電錶內，Zigbee無線節點採集電錶數據，通過Zigbee協議把數據和終端節點ID以及身份驗證信息發到Zigbee路由節點網絡上。
3.根據權利要求1所述基於Zigbee技術的遠程抄表系統，其特徵在於，所述Zigbee路由節點網絡收集到Zigbee終端節點發送的數據後，通過Zigbee算法查找合適的路徑，將數據傳輸到總匯聚節點。
4.根據權利要求1所述基於Zigbee技術的遠程抄表系統，其特徵在於，所述總匯聚節點接收各個無線路由節點發送過來的數據，總匯聚節點對數據匯總，進行身份驗證信息校驗，篩選出來有效信息之後把數據發送到GPRS通信模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種基於Zigbee技術的遠程抄表系統，它主要包含Zigbee終端節點、Zigbee路由節點網絡、總匯聚節點和GPRS通信模塊。其中，Zigbee路由節點網絡由數個無線路由節點採用網狀結構組成；Zigbee終端節點採集電錶數據，並送給無線路由節點；無線路由節點接收的數據統一通過Zigbee路由節點網絡發出；總匯聚節點接收Zigbee路由節點網絡傳來的數據；GPRS通信模塊將總匯聚節點處理後的數據送到伺服器。Zigbee無線網絡可以簡單實現節點的添加、數據的路由、網絡的擴充，其不依賴於空間和位置的限制。Zigbee協議的路由網絡可實現終端節點數據的可靠傳輸，從而大大降低無線抄表系統的整體成本。
文檔編號H04W84/18GK202871059SQ20122031900
公開日2013年4月10日 申請日期2012年7月4日 優先權日2012年7月4日
發明者白園飛, 程啟明, 吳凱, 胡曉青, 張海清, 程尹曼 申請人:上海電力學院