CN109215324A - 一种基于ZigBee的智能家居四表抄送系统 - Google Patents

一种基于ZigBee的智能家居四表抄送系统 Download PDF

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刘伟
李卓
杨晓斐
杨丽燕
刘亚荣
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Guilin University of Technology
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Guilin University of Technology
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    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

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Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee的智能家居四表抄送系统。包括ZigBee网络、GPRS无线通信模块、远程监控中心、GSM无线通信模块、用户手机。所述ZigBee网络通过GPRS无线通信模块与远程监控中心和GSM无线通信模块建立连接，所述GSM无线通信模块与用户手机相连。本发明实现了室内家用计量仪表中的数据自动抄收，具有结构简单、易于部署、维护方便及能耗低的优点。

Description

一种基于ZigBee的智能家居四表抄送系统
技术领域
本发明涉及智能家居领域，特别涉及一种基于ZigBee的智能家居四表抄送系统。
背景技术
随着信息技术以及传感器技术的飞速发展，家居设施、工业控制的智能化、自动化水平越来越高，将室内家用计量仪表中的数据自动抄收已逐渐成为人们追求的目标。水、电、气、热等公共事业管理部门也希望能够利用新技术解决长期困扰他们的抄表难、收费难等问题，从而实现节省人力、减少企业流动资金占用、方便用户及提高管理水平的目的。
现有国内外抄表方式主要有人工抄表、IC卡预付费抄表、有线抄表系统及无线抄表系统。人工抄表采用人工收费、手工结算，其效率低、误差大，已不适应企业现代化管理的要求。用户、收费人员窃气、窃水、窃电、作弊、拒交费用时有发生，造成各类费用不能及时准确的收缴。IC卡预付费抄表也存在一些问题：IC卡表具直接与用户接触，极易造成人为破坏；不能及时监控，并不能完全解决盗用及表具损坏、故障等问题；管理部门不能准确知道用户的实际使用情况。有线抄表系统也存在很多问题，主要涉及布管问题、穿线等问题，而且需要预先设计、施工周期长、工程安装成本及维护成本高；另外还存在系统的扩展升级与其他网络的兼容等问题。在有线抄表系统中线路的铺设和维护十分麻烦，其受到很大的限制；人们开始考虑使用无线的方案。然而，由于现有一般无线方案的成本，以及工作的可靠性还存在着相当多的问题，无线方案的实施当然也就难以普及；低成本的ZigBee无线网络技术的出现，无疑将为小区物业管理实现真正智能化做出具重要的贡献。
发明内容
本发明为了解决上述问题，从而提供一种基于ZigBee的智能家居四表抄送系统。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于ZigBee的智能家居四表抄送系统。包括ZigBee网络、GPRS无线通信模块、远程监控中心、GSM无线通信模块、用户手机。所述ZigBee网络通过GPRS无线通信模块与远程监控中心和GSM无线通信模块建立连接，所述GSM无线通信模块与用户手机相连。
所述ZigBee网络包括用户智能电表终端、用户智能水表终端、用户智能热表终端、用户智能气表终端、接收终端、家庭网关。所述用户智能电表终端、用户智能水表终端、用户智能热表终端、用户智能气表终端分别与接收终端相连接，所述接收终端与家庭网关相连接。
所述用户智能电表终端主要由微控制器、电表信息存储器、无线收发器、红外传感器、电源和供电开关构成。
所述用户智能水表终端主要由涡轮流量传感器、水表脉冲信号采集部分、微控制器、电磁阀、无线发射与接收部分、水表信息存储器构成。
所述用户智能热表终端主要由流量传感器、配对温度传感器、微处理器、电磁阀、无线收发器组成。
所述用户智能气表终端主要由热膜气体流量传感器、微处理器、电磁阀、无线收发器组成。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图及具体实施实例对本发明作进一步详细的说明。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于ZigBee的智能家居四表抄送系统，包括ZigBee网络、GPRS无线通信模块、远程监控中心、GSM无线通信模块、用户手机。ZigBee网络通过GPRS无线通信模块与远程监控中心和GSM无线通信模块建立连接，GSM无线通信模块与用户手机相连。
ZigBee网络包括用户智能电表终端、用户智能水表终端、用户智能热表终端、用户智能气表终端、接收终端、家庭网关。用户智能电表终端、用户智能水表终端、用户智能热表终端、用户智能气表终端分别与接收终端相连接，接收终端与家庭网关相连接。
用户智能电表终端主要由微控制器、电表信息存储器、无线收发器、红外传感器、电源和供电开关构成。电表信息存储器、无线收发器和供电开关均与微控制器连接。电源为电表信息存储器、无线收发器、供电开关和微控制器供电；微控制器负责控制整个电表无线监控接口装置的运行；无线收发器一方面与微控制器进行双向通信，另一方面能建立无线自主多跳网络，并将与微控制器通信的信息实现无线收发；电表信息存储器用来存储电表用户信息、用电信息、预付费信息、防窃电的红外传感信息等；供电开关串接在用户电表的电源进线前端，微控制器可控制供电开关的通断，以控制用户电表电源，实现对用户供电的控制；红外传感器与微控制器相连接，用于监测用户电表及电表无线监控接口装置的运行情况，并将监测的信息返回微控制器，以防窃电。
用户智能水表终端主要由涡轮流量传感器、水表脉冲信号采集部分、微控制器、电磁阀、无线发射与接收部分、水表信息存储器构成。涡轮流量传感器将水流转换成脉冲信号；水表脉冲信号采集部分通过对脉冲信号的采集实现计量功能。微控制器负责控制电磁阀的开断以及整个水表的无线监控接口装置的运行；无线发射与接收部分一方面与微控制器进行双向通信，另一方面能建立无线自主多跳网络，并将与微控制器通信的信息实现无线收发；水表信息存储器用来存储水表用户信息、用水信息、预付费信息等。
用户智能热表终端主要由流量传感器、配对温度传感器、微处理器、电磁阀、无线收发器组成。流量传感器用于采集水流量并发出流量信号；配对温度传感器是一对计量特性一致或相近的温度传感器，分别用来测量热交换系统的入口和出口温度。微处理器负责接收来自流量传感器和配对温度传感器的信号，进行热量计算、存储和显示系统所交换的热量值，并控制电磁阀的开断以及整个热表无线监控接口装置的运行。无线收发器一方面与微控制器进行双向通信，另一方面能建立无线自主多跳网络，并将与微控制器通信的信息实现无线收发。
用户智能气表终端主要由热膜气体流量传感器、微处理器、电磁阀、无线收发器组成。膜气体流量传感器对燃气的流速和流量进行测量；微控制器负责控制电磁阀的开断以及整个气表无线监控接口装置的运行；无线收发器一方面与微控制器进行双向通信，另一方面能建立无线自主多跳网络，并将与微控制器通信的信息实现无线收发。
接收终端一方面完成数据的读写存储在本地，然后等待时机把获得的数据再通过无线信道发送到网络当中，同时接收网络中的信息，另一方面作为ZigBee网络中的路由器，负责网络中信息的路由。
家庭网关是整个ZigBee网络的发起者，，存储有ZigBee网络中各个节点的信息。但当起ZigBee网络中的协调器的角色，主要任务就是收集ZigBee网络中各个节点发出的信息，存储本地，经过处理后，通过GPRS模块把数据发送到远程监控模块上。同时，能够接收和解析从远程监控传来的命令信息，来控制整个ZigBee网络。
远程服务模块能够上网，有数据库管理系统，接收和分析来自家庭网关模块的信息，同时，能够通过网络发出命令信息，被家庭网关模块接收，主要功能就是，数据存储和接收，远程控制。

Claims (5)

1.一种基于ZigBee的智能家居四表抄送系统，其特征在于：包括ZigBee网络、GPRS无线通信模块、远程监控中心、GSM无线通信模块、用户手机；所述ZigBee网络通过GPRS无线通信模块与远程监控中心和GSM无线通信模块建立连接，所述GSM无线通信模块与用户手机相连；
所述ZigBee网络包括用户智能电表终端、用户智能水表终端、用户智能热表终端、用户智能气表终端、接收终端、家庭网关；所述用户智能电表终端、用户智能水表终端、用户智能热表终端、用户智能气表终端分别与接收终端相连接，所述接收终端与家庭网关相连接。
2.如权利要求1所述的一种基于ZigBee的智能家居四表抄送系统，其特征在于：所述用户智能电表终端主要由微控制器、电表信息存储器、无线收发器、红外传感器、电源和供电开关构成。
3.如权利要求1所述的一种基于ZigBee的智能家居四表抄送系统，其特征在于：所述用户智能水表终端主要由涡轮流量传感器、水表脉冲信号采集部分、微控制器、电磁阀、无线发射与接收部分、水表信息存储器构成。
4.如权利要求1所述的一种基于ZigBee的智能家居四表抄送系统，其特征在于：所述用户智能热表终端主要由流量传感器、配对温度传感器、微处理器、电磁阀、无线收发器组成。
5.如权利要求1所述的一种基于ZigBee的智能家居四表抄送系统，其特征在于：所述用户智能气表终端主要由热膜气体流量传感器、微处理器、电磁阀、无线收发器组成。
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