基于ZigBee技术的无线抄表系统设计
引言
与采用有线网络通信的楼控产品相比，无线解决方案的优势在于安装布置的灵活性、低廉的安装费用和对楼宇自动化系统进行重新布置的可移动性。ZigBee技术产品以其低功耗、低成本以及优秀的组网能力，被广泛认为将在未来几年中对楼宇自动化和工业产生重大的影响。本文研究的远程抄表系统就基于ZigBee技术实现了无线自动抄表功能。
系统硬件结构
无线抄表系统是由多个ZigBee节点所构成的网络。ZigBee技术支持3种网络拓扑结构，即星形Star、网状Mesh和树形分簇ClusterTree。星型结构由一个协调器节点主设备和一个或多个终端设备从设备组成。协调器是一种特殊的全功能设备FullFu
ctio
Device，FFD。FFD是具有转发与路由能力的节点。终端设备可以是FFD或简化功能设备ReducedFu
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Device，RFD。RFD是最小且最简单的ZigBee节点，只发送与接收信号，并不起转发器、路由器的作用。如果某个终端设备需要传输数据到另一个终端设备，它会把数据发送给协调器，然后由协调器依次将数据转发到目标终端设备。本文设计的ZigBee节点是星型结构中最简单的双节点网络，即由一
f个协调器节点和一个RFD节点组成。其中，ZigBee每个节点的硬件均由两部分构成：电能测量与处理部分和无线接收发送部分。而硬件具体实现的功能则由烧写入单片机的程序来决定。电能测量与处理模块的
工作原理
电能数据采集模块的核心是美国ADI公司的一款高精度单相有功电能计量芯片ADE7753。该芯片集成了数字积分、参考电压源和温度传感器。它提供了一个和有功能量成比例的脉冲输出CF和数字系统校准误差电路通道偏置校准、相位校准及能量校准。该芯片适用于单相电路中有功功率、无功功率和视在功率的测量。ADE7753有电流和电压两个通道，共两路模拟量输入，分别是电流通道V1P、V1N和电压通道V2P、V2N。电压信号经可编程放大器PGA放大和模数转换器进行AD转换变为数字信号，然后，电流信号经电流通道内的高通滤波器HPF滤除DC分量并数字积分后，与经相位校正后的电压信号相乘，产生瞬时功率；此信号经低通滤波LPF2产生瞬时有功功率信号。利用功率偏差校准寄存器的值对有功功率进行校准，放入采样波形数据寄存器中，然后对采样波形数据寄存器的值进行累加，将功率累加值电能值存放在电能寄存器中，经DOUT引脚输出。电流和电压采集电路把交流电变为可供ADE7753输入的电压。在电流通道中，通过didt微分电流传感器实现电流电压变换。didt微分电流传感器r