一種基于ZigBee協議的無線抄表系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于ZigBee協議(基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協議)的無線抄表系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著不斷增長的居民住宅數目，獨立式電能表的數量不斷增加，抄表變得越來越繁瑣。有線自動抄表系統(tǒng)存在的諸多問題，電路復雜，不利于系統(tǒng)的調試和維護，而且容易有線路老化，短路，損壞的風險，并且由于是抄表人員進行人工抄表，因此抄表數據容易有誤。人們居住的越來越密集，戶與戶之間的距離越來越小，為了方便有效的對電力進行管理，需要改變現在所使用的抄表方式，提高抄表效率，降低一些不必要的風險和成本。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的問題是提供一種基于ZigBee協議的無線抄表系統(tǒng)，在近距離內實現以無線方式讀表，適合用于居民小區(qū)住戶的集中電表測量讀取，信號傳輸安全準確，利于集中實時監(jiān)視用戶電量。
[0004]為解決上述問題，本實用新型提出一種基于ZigBee協議的無線抄表系統(tǒng)，包括多個進行電量計量并產生計量信號的電表終端系統(tǒng)；一接收計量信號并用以顯示電量的無線讀表系統(tǒng)；以及用以實現電表終端系統(tǒng)和無線讀表系統(tǒng)之間近距離無線連接的ZigBee網絡;
[0005]其中，所述電表終端系統(tǒng)包括:單相電電能計量芯片，連接電量通道并對電量進行本地計量產生計量信號；第一系統(tǒng)芯片，集成有ZigBee模塊，采集單相電電能計量芯片的計量信號并通過其ZigBee模塊形成載有計量信號的射頻信號；第一單極天線模塊，將該射頻信號上傳到ZigBee網絡中去；第一巴倫電路，建立第一系統(tǒng)芯片的雙射頻端口和第一單極天線模塊的單射頻端口之間的端口平衡；
[0006]所述無線讀表系統(tǒng)包括:第二單極天線模塊，接收ZigBee網絡中的射頻信號；第二系統(tǒng)芯片，集成有ZigBee模塊，接收射頻信號并解調出計量信號；第二巴倫電路，建立第二系統(tǒng)芯片的雙射頻端口和第二單極天線模塊的單射頻端口之間的端口平衡；顯示裝置，連接第二系統(tǒng)芯片，用來顯示計量信號對應的電量。
[0007]根據本實用新型的一個實施例，所述第一系統(tǒng)芯片和第二系統(tǒng)芯片均為型號CC2430的系統(tǒng)芯片。
[0008]根據本實用新型的一個實施例，所述第一巴倫電路包括:第一電感，連接在第一系統(tǒng)芯片的第一射頻端口和第二射頻端口之間；第二電感，其第一端連接第一系統(tǒng)芯片的第一射頻端口 ；第一電容，其第一端連接所述第二電感的第二端，其第二端接地；第三電感和第二電容，兩者串聯接在第一系統(tǒng)芯片的第一射頻端口和第二射頻端口之間，兩者的串聯節(jié)點用來連接第一單極天線模塊的單射頻端口。
[0009]根據本實用新型的一個實施例，所述第二巴倫電路包括:第四電感，連接在第二系統(tǒng)芯片的第一射頻端口和第二射頻端口之間；第五電感，其第一端連接第二系統(tǒng)芯片的第一射頻端口 ；第三電容，其第一端連接所述第五電感的第二端，其第二端接地；第六電感和第四電容，兩者串聯接在第二系統(tǒng)芯片的第一射頻端口和第二射頻端口之間，兩者的串聯節(jié)點用來連接第二單極天線模塊的單射頻端口。
[0010]根據本實用新型的一個實施例，所述第一單極天線模塊和第二單極天線模塊中的天線均為chirp單極天線。
[0011]根據本實用新型的一個實施例，所述ZigBee網絡包括一 ZigBee網絡協調器和多個ZigBee路由器，ZigBee網絡協調器和各ZigBee路由器之間通過默認或設定的路由方式傳輸信號。
[0012]根據本實用新型的一個實施例，所述單相電電能計量芯片為型號ATT7053的電能計量芯片。
[0013]采用上述技術方案后，本實用新型相比現有技術具有以下有益效果:在電表終端系統(tǒng)和無線讀表系統(tǒng)上均采用集成有ZigBee模塊的系統(tǒng)芯片，通過ZigBee網絡實現近距離的無線讀表；無線讀表系統(tǒng)上的顯示裝置可以監(jiān)視多個電表終端系統(tǒng)的電量情況，電量使用情況實時反映，利于集中控制；通過設在兩個端的單極天線實現信號收發(fā)，并且通過巴倫電路將單極天線和系統(tǒng)芯片的端口轉換匹配起來，信號傳輸安全準確。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型一個實施例的基于ZigBee協議的無線抄表系統(tǒng)的結構框圖；
[0015]圖2為本實用新型一個實施例的電表終端系統(tǒng)的電路結構示意圖；
[0016]圖3為本實用新型一個實施例的無線讀表系統(tǒng)的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0018]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施的限制。
[0019]參看圖1，本實用新型的一種基于ZigBee協議的無線抄表系統(tǒng)，包括電表終端系統(tǒng)1、無線讀表系統(tǒng)2、ZigBee網絡3。電表終端系統(tǒng)I用來進行電量計量并將產生計量信號，電表終端系統(tǒng)I可以是多個，為了描述簡潔，圖中僅示出I個電表終端系統(tǒng)I。無線讀表系統(tǒng)2用來接收計量信號并根據計量信號顯示電量。ZigBee網絡3用以實現電表終端系統(tǒng)I和無線讀表系統(tǒng)2之間近距離無線連接的，ZigBee網絡3是一個低速率無線個人區(qū)域網絡，對小流量，低速率的數據傳輸有著安全，可靠，低成本，低功率，且易于安裝的優(yōu)勢，適合用在密集用戶群下的無線抄表系統(tǒng)中。
[0020]參看圖1和圖2，其中，所述電表終端系統(tǒng)包括:單相電電能計量芯片11，第一系統(tǒng)芯片12，第一巴倫電路14，以及第一單極天線模塊13。優(yōu)選的，單相電電能計量芯片為型號ATT7053的電能計量芯片。第一系統(tǒng)芯片12優(yōu)選的采用型號CC2430的系統(tǒng)芯片，其內部具有ZigBee模塊(低功率射頻收發(fā)器，頻率在2.4GHz上)，可以理解也具有一般系統(tǒng)芯片所具有的處理器、存儲器等，具有數據處理功能和數據存儲功能。單相電電能計量芯片11連接電量通道P并對電量進行本地計量產生一計量信號，單相電電能計量芯片11和第一系統(tǒng)芯片12連接，第一系統(tǒng)芯片12內集成有ZigBee模塊，在采集單相電電能計量芯片11的計量信號后，通過其ZigBee模塊形成載有計量信號的射頻信號，將該射頻信號通過第一單極天線模塊13上傳到ZigBee網絡中去。第一單極天線模塊13的天線例如是50 Ω的Chirp (—種編碼脈沖技術名稱)單極天線，但是第一系統(tǒng)芯片12有兩個射頻端口，單極天線只有單個端口，因此需要建立一個平衡，第一巴倫電路14可以用來完成雙端口和單端口匹配連接的任務，換言之，第一巴倫電路14建立第一系統(tǒng)芯片12的雙射頻端口和第一單極天線模塊13的單射頻端口之間的端口平衡。
[0021]參看圖1和圖3，無線讀表系統(tǒng)2包括:第二單極天線模塊23，第二