Diseño de terminal transceptor de datos de lectura de medidores inalámbricos ZigBee Power

Resumen: Excelentes fabricantes de caudalímetros y medidores de flujo ofrecen información sobre el diseño de terminales transceptores de datos inalámbricos ZigBee. Introducción: Con el continuo auge de las redes inalámbricas, y gracias a sus grandes ventajas, cada vez más productos y tecnologías cableados se sustituyen por tecnologías inalámbricas. En mi país, la tecnología de lectura automática de medidores inalámbrica (AMR) es un nuevo tipo de tecnología de lectura de medidores. Para obtener más información sobre modelos y precios de medidores, no dude en contactarnos. A continuación, se detalla el diseño de terminales transceptores de datos inalámbricos ZigBee. Introducción: Con el continuo auge de las redes inalámbricas, y gracias a sus grandes ventajas, cada vez más productos y tecnologías cableados se sustituyen por tecnologías inalámbricas. En mi país, la tecnología de lectura automática de medidores inalámbrica (AMR) es un nuevo tipo de tecnología de lectura de medidores que ofrece las ventajas de su fácil manejo, bajo coste y sin necesidad de acceder al hogar. Como tecnología de red inalámbrica emergente, ZigBee se caracteriza por su bajo consumo de energía, baja velocidad, alta fiabilidad y alta confidencialidad. En comparación con el mayor costo de red de otras tecnologías inalámbricas, la banda de frecuencia reduce en gran medida el costo y es muy adecuada para sistemas automáticos de lectura de medidores inalámbricos. El terminal diseñado en este documento es una parte importante de la lectura de medidores inalámbricos. La recopilación de datos adopta principalmente el bus RS485 y el módulo de control MCU, y la parte de transmisión inalámbrica adopta el módulo de comunicación inalámbrica ZigBee. 1. Análisis del protocolo ZigBee La pila de protocolos ZigBee consta de capa física, capa de enlace de datos, capa de red y capa de aplicación, a su vez desde la capa inferior. La capa física y la capa de enlace de datos están formuladas por el grupo de trabajo IEEE802.15.4. La capa de aplicación (APL) está formulada por ZigBee Alliance. La capa física define 3 niveles de tráfico: cuando la frecuencia es de 868 MHz, proporciona una velocidad de transmisión de 20 Kb/s; cuando se utilizan 915 MHz, proporciona una velocidad de transmisión de 40 Kb/s; Cuando se utiliza 2,4 GHz, puede proporcionar una velocidad de transmisión de 250 Kb/s. En nuestro país, se utiliza esta banda de frecuencia libre. La capa de enlace de datos se puede dividir en una subcapa de control de enlace lógico (LLC) y una subcapa de control de acceso al medio (MAC). Sus funciones incluyen la segmentación y el reensamblado de paquetes de datos, la transmisión secuencial de paquetes de datos y el establecimiento y mantenimiento de enlaces inalámbricos. y desmantelamiento, transmisión y recepción de tramas en modo de acuse de recibo, control de acceso al canal, verificación de tramas, gestión de ranuras de tiempo reservadas y gestión de información de difusión, etc. Las funciones de la capa de red incluyen la gestión de topología, gestión de MAC, gestión de enrutamiento y gestión de seguridad. La capa de aplicación es la capa superior de la pila de protocolos y define varios tipos de servicios de aplicación. Este sistema implica principalmente el diseño de nodos terminales de adquisición de datos en la red ZigBee y también se puede utilizar como enrutador de red. 2. El diseño general del terminal transceptor de datos de lectura de medidores inalámbricos, basado en el bus RS485, ofrece una alta capacidad antiinterferencias en modo común, permite la comunicación multipunto y bidireccional, y permite controlar uno o más dispositivos en un par trenzado, lo que permite gestionar múltiples medidores de usuario. Basado en el bus RS485, su operación es simple y fácil, y su costo es bajo. Existen numerosos medidores inteligentes RS485 en el mercado, lo que permite una amplia gama de aplicaciones. El módulo inalámbrico Zig-Bee recibe la señal de datos del sistema de microcontrolador a través de la interfaz SPI y la envía. El terminal transceptor de datos de lectura de medidores inalámbricos cumple la función de enrutamiento y terminal en todo el sistema de lectura de medidores, y es un dispositivo de función completa (FFD). La idea general del diseño del sistema es: recopilar los datos del medidor a través del bus RS485, luego procesarlos a través del circuito MCU, enviarlos al módulo de comunicación inalámbrica ZigBee a través de la interfaz RS232, SPI y finalmente enviarlos al nodo enrutador o coordinador de red utilizando el módulo de comunicación inalámbrica. La estructura general del sistema se muestra en la Figura 1. 3. Diseño de hardware del terminal transceptor El sistema terminal incluye principalmente tres partes: circuito de recopilación de datos del medidor de electricidad, circuito de transmisión inalámbrica y circuito de fuente de alimentación. (1) El circuito de recopilación de datos del medidor es principalmente el circuito de control MCU, que procesa los datos enviados por RS485. Consiste principalmente en chip MCU, chip de control RS485, aislador optoacoplador, circuito de reloj, circuito regulador de voltaje, etc. (2) El circuito de transmisión inalámbrica recibe principalmente los datos procesados ​​del MCU a través de la interfaz SPI y los envía a través de la antena de radiofrecuencia RF. (3) El circuito de fuente de alimentación completa principalmente la conversión de voltaje de CA 220 V en voltaje de CC y luego completa el suministro de energía al sistema a través de la regulación de voltaje. Está compuesto principalmente de pequeños transformadores, termistores, varistores, chips reguladores de voltaje, etc. Los componentes principales del sistema son seleccionados: MCU: se selecciona el chip ATmega64L de Ateml Company, que es un microcontrolador AVR basado en una estructura RISC de 8 bits de alto rendimiento y bajo consumo que admite simulación en tiempo real. Con 64 KB de FLASH programable en el sistema, 4 KB de SRAM en chip, 64 KB de espacio de almacenamiento externo opcional, 32 registros de propósito general, contador en tiempo real (RTC), 4 temporizadores/contadores flexibles (T/C) con modo de comparación y PWM El software para seleccionar el modo de ahorro de energía, cumple con los requisitos de confiabilidad y consumo de energía en sistemas de lectura de medidores inalámbricos.

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