Conception d'un terminal émetteur-récepteur de données de lecture de compteur d'énergie sans fil ZigBee

Résumé : Des informations sur la conception d'un terminal émetteur-récepteur de données de relevé de compteurs d'énergie sans fil ZigBee sont fournies par d'excellents fabricants de débitmètres . Introduction : Avec l'essor continu des réseaux sans fil et leurs avantages considérables, de plus en plus de produits et technologies filaires industriels sont remplacés par des technologies sans fil. Dans mon pays, la technologie de relevé automatique de compteurs sans fil (AMR) est une nouvelle technologie de relevé de compteurs. Pour plus de fabricants de débitmètres, n'hésitez pas à vous renseigner. Vous trouverez ci-dessous les détails d'un article sur la conception d'un terminal émetteur-récepteur de données de relevé de compteurs d'énergie sans fil ZigBee. Introduction : Avec l'essor continu des réseaux sans fil et leurs avantages considérables, de plus en plus de produits et technologies filaires industriels sont remplacés par des technologies sans fil. Dans mon pays, la technologie de relevé automatique de compteurs sans fil (AMR) est une nouvelle technologie de relevé de compteurs offrant les avantages d'une utilisation simple, d'un faible coût et d'une accessibilité sans fil. Technologie de réseau sans fil émergente, ZigBee se caractérise par une faible consommation d'énergie, un faible débit, une grande fiabilité et une confidentialité renforcée. Français Comparé au coût de réseau plus élevé des autres technologies sans fil, la bande de fréquence réduit considérablement le coût et est très adaptée aux systèmes de relevé automatique de compteurs sans fil. Le terminal conçu dans cet article est un élément important du relevé de compteurs sans fil. La collecte de données utilise principalement le bus RS485 et le module de contrôle MCU, et la partie transmission sans fil utilise le module de communication sans fil ZigBee. 1. Analyse du protocole ZigBee La pile de protocoles ZigBee se compose d'une couche physique, d'une couche liaison de données, d'une couche réseau et d'une couche application, à partir de la couche inférieure. La couche physique et la couche liaison de données sont formulées par le groupe de travail IEEE802.15.4. La couche application (APL) est formulée par la ZigBee Alliance. La couche physique définit 3 niveaux de trafic : lorsque la fréquence est de 868 MHz, elle fournit un débit de transmission de 20 Kb/s ; lorsque 915 MHz est utilisée, elle fournit un débit de transmission de 40 Kb/s ; La bande 2,4 GHz permet un débit de transmission de 250 kbit/s, une bande de fréquences libre utilisée dans notre pays. La couche liaison de données se compose d'une sous-couche de contrôle de liaison logique (LLC) et d'une sous-couche de contrôle d'accès au support (MAC). Ses fonctions incluent la segmentation et le réassemblage des paquets de données, la transmission séquentielle des paquets de données, ainsi que l'établissement et la maintenance des liaisons sans fil. L'émission et la réception de trames avec accusé de réception, le contrôle d'accès aux canaux, la vérification des trames, la gestion des créneaux horaires réservés et la gestion des informations de diffusion, etc. La couche réseau assure la gestion de la topologie, de la MAC, du routage et de la sécurité. La couche application est la couche supérieure de la pile de protocoles et définit différents types de services applicatifs. Ce système implique principalement la conception de nœuds terminaux d'acquisition de données dans un réseau ZigBee et peut également servir de routeur réseau. 2. La conception globale du terminal émetteur-récepteur de données de relevé de compteurs sans fil, basé sur le bus RS485, offre une excellente protection contre les interférences de mode commun, permet des communications multipoints et bidirectionnelles et permet de piloter un ou plusieurs appareils sur une paire torsadée, permettant ainsi la gestion de compteurs multiples. Basé sur le bus RS485, il est simple d'utilisation et économique. De nombreux compteurs intelligents RS485 sont présents sur le marché et le système est largement répandu. Le module Zig-Bee sans fil reçoit le signal de données du microcontrôleur via l'interface SPI et l'envoie. Le terminal émetteur-récepteur de données de relevé de compteurs sans fil joue le rôle de routage et de terminal dans l'ensemble du système de relevé de compteurs et constitue un dispositif complet FFD (Full Function Device). Français L'idée de conception globale du système est la suivante : collecter les données du compteur via le bus RS485, puis les traiter via le circuit MCU, les envoyer au module de communication sans fil ZigBee via l'interface RS232, SPI, et enfin les envoyer au nœud routeur ou au coordinateur réseau à l'aide du module de communication sans fil. La structure globale du système est illustrée à la Figure 1. 3. Conception matérielle du terminal émetteur-récepteur Le système terminal comprend principalement trois parties : le circuit de collecte des données du compteur électrique, le circuit de transmission sans fil et le circuit d'alimentation. (1) Le circuit de collecte des données du compteur est principalement le circuit de contrôle MCU, qui traite les données envoyées par RS485. Il se compose principalement d'une puce MCU, d'une puce de contrôle RS485, d'un isolateur optocoupleur, d'un circuit d'horloge, d'un circuit régulateur de tension, etc. (2) Le circuit de transmission sans fil reçoit principalement les données traitées du MCU via l'interface SPI et les envoie via l'antenne radiofréquence RF. (3) Le circuit d'alimentation complète principalement la conversion de la tension alternative 220 V en tension continue, puis complète l'alimentation du système par la régulation de tension. Français Il est principalement composé de petits transformateurs, de thermistances, de varistances, de puces de régulateur de tension, etc. Les principaux composants du système sont sélectionnés : MCU : puce ATmega64L de la société Ateml est sélectionnée. Il s'agit d'un microcontrôleur AVR basé sur une structure RISC 8 bits hautes performances et basse consommation qui prend en charge la simulation en temps réel. Avec 64 Ko de mémoire FLASH programmable intégrée, 4 Ko de SRAM intégrée, 64 Ko d'espace de stockage externe en option, 32 registres à usage général, compteur en temps réel (RTC), 4 temporisateurs/compteurs flexibles (T/C) avec mode de comparaison et PWM. Le logiciel pour sélectionner le mode d'économie d'énergie répond aux exigences de fiabilité et de consommation d'énergie des systèmes de relevé de compteurs sans fil.

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