摘要： 傳統(tǒng)抄表方式存在著入戶麻煩、費用過高、存在安全隱患等弊端，已經(jīng)不適應現(xiàn)代物業(yè)管理的需要；因此，提出了一種基于ZigBee 無線通信技術(shù)的無線抄表系統(tǒng)。本系統(tǒng)以Atmega88 單片機和CC1100 射頻收發(fā)模塊為實現(xiàn)整個系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)以及軟件流程的設計。同時對整個系統(tǒng)的工作原理、通信方式進行了深入的分析。

　　1 前言

　　抄表收費方式初采用的是手工操作，不但費時、費力，費用過高，還存在安全隱患等弊端。上世紀八十年代，國外已開始采用有線IC 卡預付費抄表方式來解決了傳統(tǒng)抄表存在的費時、費力、安全隱患多的問題，但仍存在抗干擾能力差、造價高等問題； 九十年代無線抄表方式的應用則解決絕大部分傳統(tǒng)手工抄表問題，如掌上抄表，它的特點是大容量、高效率，缺點是無法實時監(jiān)控用戶狀況。近幾年，ZigBee 技術(shù)具有的低能耗、低功率、高擴充性以及免頻段使用費等優(yōu)勢，為無線抄表的發(fā)展提供了一種新的研究方向。基于ZigBee 技術(shù)的無線抄表系統(tǒng)在通信方面具有較高的性價比，并且由于自身采用無線通信方式，不需要布線，因此施工也比較容易。目前，我國普遍采用有線IC 卡預付費抄表或基于GPRS/CDMA 無線遠程抄表來完成家庭電表的數(shù)據(jù)抄收，從日常使用中得知，該抄表系統(tǒng)存在著以下弊端：

　　① 抗干擾能力脆弱，開放的讀寫窗口易受外界攻擊；② 價格高、壽命短、綜合效益差且使用風險大；③ 能耗過大，不符合"節(jié)能降耗"的要求。

　　因此，為克服上述諸多缺點，迫切需要加快ZigBee 技術(shù)在無線抄表領域的研制。本文擬采用ZigBee 技術(shù)的星形網(wǎng)絡、Atmega-88 單片機和CC1100 射頻收發(fā)模塊為設計一套無線抄表系統(tǒng)。

　　2 基于ZigBee 技術(shù)無線抄表系統(tǒng)

　　2.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設計

　　本系統(tǒng)描述的是在一個局部范圍內(nèi)采用ZigBee 的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)， 把三表數(shù)據(jù)收集到一個數(shù)據(jù)集中器中， 然后借助GPRS 遠程的無線通訊技術(shù)， 把獲得的數(shù)據(jù)信息送到數(shù)據(jù)管理中心，同時，數(shù)據(jù)管理中心可訪問和控制任何一個在ZigBee 網(wǎng)絡中的設備，來實現(xiàn)遠程控制等功能。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1 所示：

　　本抄表系統(tǒng)包括：三表用戶終端、數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)集中器和數(shù)據(jù)管理中心四部分。

　　1）三表用戶終端。

　　用戶終端實時記錄表計的數(shù)據(jù)， 并存儲于EEPROM 里面。

　　當數(shù)據(jù)中心發(fā)出抄表命令時， 用戶終端將各自存儲的數(shù)據(jù)從EEPROM 里面提取出來，通過ZigBee 無線通訊網(wǎng)絡發(fā)送給數(shù)據(jù)采集終端。用戶終端要完成用戶數(shù)據(jù)的計算、存儲和與上層通訊，是整個無線抄表系統(tǒng)的基礎。

　　2）數(shù)據(jù)采集終端。

　　數(shù)據(jù)采集終端實際上是用戶終端和數(shù)據(jù)集中器中間的一個橋梁，它的主要功能是把用戶終端的數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)集中器；并且當接收到上層的命令時， 數(shù)據(jù)采集終端能夠向用戶終端發(fā)出抄表或者斷電的命令。

　　3）數(shù)據(jù)集中器。

　　數(shù)據(jù)集中器是整個網(wǎng)絡的發(fā)起者，管理整個網(wǎng)絡的深度，擔當ZigBee 網(wǎng)絡中的協(xié)調(diào)器的角色，主要任務就是收集數(shù)據(jù)采集終端發(fā)出的信息，存儲本地，經(jīng)過處理后，通過GPRS 模塊把數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)管理中心。同時，能夠接收和解析從數(shù)據(jù)管理中心傳來的命令信息，來控制整個的ZigBee 網(wǎng)絡。

　　4）數(shù)據(jù)管理中心。

　　數(shù)據(jù)管理中心可以上網(wǎng)，有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，接收分析來自從數(shù)據(jù)集中器的信息，同時，能夠通過網(wǎng)絡發(fā)出命令信息，被數(shù)據(jù)集中器接收。主要功能就是，數(shù)據(jù)存儲和接收，遠程控制。

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參考文獻:

[1]. Atmega88  datasheet http://hbjingang.com/datasheet/Atmega88+_144570.html.
[2]. CC1100  datasheet http://hbjingang.com/datasheet/CC1100+_1132259.html.
[3]. GPRS  datasheet http://hbjingang.com/datasheet/GPRS+_1594650.html.