基于Zigbee技术的远程抄表系统设计

　　胡晓珍,杜玉杰,刘　江,叶棚超　（中电投江西公司洪门水电厂,江西　鹰潭　335000　）

基于Zigbee技术的远程抄表系统设计

胡晓珍,杜玉杰,刘江,叶棚超
（中电投江西公司洪门水电厂,江西鹰潭335000）

本设计为基于Zigbee技术的远程抄表系统设计，它是根据水电站生产现场未来无人值守的需求而设计的。该设计包括设计要求、设计思路和设计方案三个部分，尤其是设计方案部分，是基于低速率、低功耗、短距离、低复杂性的无线接入Zigbee技术设计的，并配合相关远程软件最终实现远程抄表。

Zigbee技术；远程抄表；系统设计

1　引言

由于科学的不断进步，生产运行方式也在不断发生变化，现如今变电站无人值守应成为主流，水电厂也在向这个方面发展。传统的水电站运行生产过程中，最常见的就是电能抄表，为了解决这方面的问题，我们采用Zigbee技术进行现场的电能数据的无线传输，该技术具有功耗低、成本低、性能高、体积小等优点，辅助相关远程软件，便可以实现电能的远程抄表。

2　设计要求

根据电站的实际需要求，远程抄表系统需要支持对全厂各个电表的监控管理。主要包括以下几项功能：

（1）实时抄表：实时抄收任一时间各电表的数据，如：

正向电量：有功—总、尖、峰、谷、平、需量；

无功—感性无功（I）、容性无功（IV）。

反向电量：有功—总、尖、峰、谷、平、需量；

无功—感性无功（III）、容性无功（II）。

其它数据：电压（Ua、Ub、Uc）、电流（Ia、Ib、Ic）可根据实际需要增加。

（2）电能表监测功能：当电能表传输信号故障时，系统能自动提示。

以“能法之士”“英雄”为理想人格的法家人格［5］。法家的理想人格是基于对社会现实的深刻洞察提出的。基于社会现实和人生世相的深刻认识，以韩非为代表的法家重视法、术、势，设计了一套理想型的政治性人格，即“英雄”。法家的理想人格是非常务实的，其理想的“英雄”人格修养的方法有“贵法”“重势”等 ，治世崇拜英雄，乱世呼唤英雄，其理想人格的特征鼓励了人们建功立业的激情。法家人格在古代社会也难能可贵的体现出一种符合现代社会标准的法理观念。其理想人格体现出务实、改革、创新的人格特质，为当代人的人格修养提供了启示。

（3）成本低，系统运行不需要另外支付通信的相关费用。

（4）抄表工作简化，任何有权限的人员无论在何处登陆系统都可以对电表的数据进行抄录。

3　设计思路

在各电表处安装一块Zigbee数据采集模块（多点表集中处可公用一块采集模块），用于采集各电表的数据，然后通过Zigbee具有的传输部件将数据传输到Zigbee协调器，协调器通过RS484转USB接口直接与计算机进行通信，通过相关远程软件将数据显示出来供人员读取。

4　设计方案

4.1Zigbee选型

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。本设计选用的Zigbee型号为：；该模块具备的功能如下：

（1）支持Z igBee无线短距离数据传输功能；

（2）具备中继路由和终端设备功能；

（3）支持点对点、点对多点、对等和M esh网络；

（5）节点类型灵活：中心节点、路由节点、终端节点可任意设置；

（6）发送模式灵活：广播发送或目标地址发送模式可选；

（7）通信距离大；

（8）支持协议为：MODBUSRTU协议。

4.2通信的设计

系统通讯架构为Zigbee数据采集模块安装在电表处，将电表的RS484接口与zigbee数据采集模块的RS485接口通过屏蔽双绞线连接；当需要与多块电表进行通信时，只需要将个电表的RS485线并联连接即可。Zigbee数据采集模块通过发射功能将数据传输给Zigbee协调器，协调的RS485接口通过485转USB接口与计算机进行通信联系。

4.3远程抄表软件

远程抄表软件是由LABVIEW开发的达信电子数据采集系统，该套系统的运行需要相应的安装环境。

环境主要包括两个部分，一部分是基础运行环境；另一部分是数据记录与监控模块的运行环境。

4.4模拟实施效果

根据模拟，两个不同地点的能够进行数据的准备传输，误码率为零，满足要求。由于Zigbee技术的点对多点功能，由该类设备组成网络系统有很好的自愈能力，一旦网络中某一节点的通道故障，网络系统会自动重新选择新通道进行传输，可靠性非常高，在未来生产中该技术会不断得到普及和使用。

[1]王权平，王莉.Zigbee技术及其应用[J].现代电信科技，2004:33-37.

[2]穆乃刚.Zigbee技术简介[N].技术广角，2006:3.

[3]黄丽芬.Zigbee无线通信技术及其应用[J].沿海企业与科技，2007,83：40-42.

[4]赵兴勇.远程自动抄表系统研究[J].电力学报，2000.

[5]曹国朗，魏柳钦等.远程自动抄表技术[J].供用电，2002(05):45-47.