基于Zigbee的电能采集器设计.doc

摘要：无线传感器网络（WSN）由监控区域的几个部分组成。无线网络由6个主要功能模块组成：电源，传感器，微处理器，通信模块和嵌入式软件系统。 每个节点使用适当的传输协议构建一个多跳自配置无线局域网，以便传感器收集的数据通过融化优化过程传递到信息处理中心。 该传感器网络包括微电子，现代网络，无线通信网络技术，计算机信息处理等诸多领域的知识。

Zigbee是一种新兴的无线短距离通讯技术，使用得当可以与传感器技术结合，通过一对多点的通信，实现距离的信息采集检测，本文针对Zigbee技术在通讯方面的应用，研究并设计了基于Zigbee技术的电能采集器，可实现对模拟的电能数据的自动计量，检测，同时，ZigBee无线通信模块将收集到的能量信息发送给ZigBee数据集中器，ZigBee数据集中器使用GPRS网络将数据发送到中心，从而实现对电能的采集。

关键词：Zigbee；电能采集器；信息采集；短距离通讯

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1选择题目的背景-1

1.2几种无线通信技术的比较-1

1.3国内外研究现状-2

1.4应用前景-3

第二章  Zigbee技术分析研究-4

2.1Zigbee的设备类型-4

2.2Zigbee的网络类型-4

2.3Zigbee协议栈的概述-6

第三章  电能采集器的硬件设计-7

3.1系统设计的整体方案-7

3.2系统硬件-7

3.2.1CC2530芯片-7

3.2.2CC2530最小系统外围电路-9

3.2.3CC2530的输入和输出接口-9

3.3数据传输模块设计-11

3.3.1串口转换电路的设计-11

3.3.2电源电路设计-12

3.4采用的电能采集模块-13

3.4.1采集模块PZEM-004T简要介绍-13

3.4.2电能采集部分-14

3.4.3电能采集工作流程-14

3.4.4数据采集模块设计-15

3.4.5电能采集采集模块电平转换-15

第四章  电能采集器软件设计-17

4.1Zigbee的开发环境-17

4.1.1IAR软件开发平台-17

4.1.2Z-Stack 协议栈-17

4.2硬件功能模块介绍-19

4.2.1采集终端模块-19

4.2.2网关设备模块-19

4.2.3管理层模块-19

4.3电能采集器的程序-19

4.3.1电能采集器的主要函数-19

4.3.2主体程序的流程-20

4.3.3程序设计-21

4.3.4采集模块程序设计-22

4.3.5传感模块程序设计-22

4.4协议栈的建设-23

4.4.1Zigbee协议栈的工作流程-23

4.4.2  Zigbee网络的建立-24

4.4.3采集模块通讯规约-26

第五章  基于Zigbee的电能采集器调试-28

5.1 测试硬件的准备-28

5.2传感电能模块的检测-29

5.3基于Zigbee无线电能采集测试-29

结束语-30

致  谢-31

参考文献-32