一种基于ZigBee的远程抄表系统设计

李清海，朱 黎，田相鹏

(湖北民族大学 信息工程学院，湖北 恩施 445000)

随着智能电网与物联网的发展，传统的抄表系统逐渐被智能电表系统取代[1].目前智能电表的数据传输主要以RS-485、Wi-Fi、电力载波、Nb-IoT模块为主要通讯主体.其中，使用基于RS-485通讯会造成智能电表系统集成表箱里走线复杂，且在发生通讯故障时复杂走线会使维护难度加大[2]；基于Wi-Fi通讯虽然可以满足智能电表系统的通讯要求，但电表都常常安装在楼层的电井表箱内，通讯质量在封闭环境中得不到保证[3]；而使用基于Nb-IoT模块的通讯方式的智能电表系统虽然解决了表箱内走线复杂、二次维护复杂的问题，但目前的Nb-IoT模块价位相对较高，这样使智能电表的性价比下降[4].荆永震等[5]提出了以LoRa通讯为通讯主体的抄表方案，该方案采用SX1278调制解调无线信号，实现了长距离、高通讯率的数据传播，适用于居民区、商业广场等场景的用电系统.但是目前的LoRa相对来说还是比较昂贵，性价比较低.曹舒[6]提出了一种将ZigBee通讯技术与GPRS网络相结合的智能电表系统设计方案，其中集中器、路由器、采集器分别采用PIC24FJ64GA002与RCM6700作为MCU，再通过外扩无线通信接口接入相应的无线模块，造成软件设计周期长，硬件成本高的问题.

本文设计的智能电表采集终端通过STM32作为主控芯片来读取计量芯片采集到的电气参数，将数据通过串口传输给CC2530模块，并由CC2530发送给网关模块；网关模块作为ZigBee网络里的协调器收集所有终端数据，再基于LwIP协议把数据传输给服务器；……