隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來出現(xiàn)了面向設(shè)備無線聯(lián)網(wǎng)要求的技術(shù)，稱之為ZIGBEE，它是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、的雙向無線通信技術(shù)，主要適合于自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域及家用設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。
由于ZIGBEE的特性，基于ZIGBEE技術(shù)的無線組網(wǎng)是一種比較合適的下行信道的實(shí)現(xiàn)手段。適合應(yīng)用于一些短距離的無線網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)，例如寫字樓、辦公樓、宿舍樓、工廠等，適用于企業(yè)內(nèi)部能耗監(jiān)測(cè)及管理系統(tǒng)，尤其適用于一些布線困難舊樓改造的能耗管理系統(tǒng)中。而若將其與成熟的工業(yè)以太網(wǎng)和GPRS/CDMA上行信道結(jié)合，與后臺(tái)管理主站組成一個(gè)完整的集抄和監(jiān)控系統(tǒng)，則可以為遠(yuǎn)程管理提供一個(gè)的解決方案。
ZIGBEE技術(shù)特點(diǎn)
ZIGBEE協(xié)議基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，從2004年發(fā)布ZIGBEEV1.0到新的增加了ZIGBEE-PRO擴(kuò)展指令集的ZIGBEE2006版本，ZIGBEE功能不斷強(qiáng)大。ZIGBEE具備強(qiáng)大的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能（見圖1），它支持3種主要的自組織無線網(wǎng)絡(luò)類型，即星型結(jié)構(gòu)（Star）、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（Mh）和樹型結(jié)構(gòu)（ClusterTree），是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)健壯性和系統(tǒng)性。與目前普遍應(yīng)用的wi-Fi、Bluetooth等短距離無線通訊技術(shù)相比較，ZIGBEE的特點(diǎn)主要有：
?。?）工作周期短、收發(fā)信息功耗較低，并且RFD（ReducedFunctionDevice，簡(jiǎn)化功能器件）采用了休眠模式，不工作時(shí)都可以進(jìn)入睡眠模式。
?。?）。通過大幅簡(jiǎn)化協(xié)議（不到藍(lán)牙的1/10），降低了對(duì)通信控制器的要求，以8051的8位微控制器測(cè)算，的主節(jié)點(diǎn)需要32KB代碼，子功能節(jié)點(diǎn)少至4 KB代碼。
?。?）低速率、短。ZIGBEE的通信速率250kb／s（工作在2.4GHz時(shí)），滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。ZIGBEE的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)15ms，節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)30ms，進(jìn)一步節(jié)省了電能。相比較，藍(lán)牙需3～10S、Wi-Fi需3S.
（4）近距離，高容量。傳輸范圍一般介于10～100m，在增加RF發(fā)射功率后，亦可增加到1~3km.這指的是相鄰節(jié)點(diǎn)間的距離，若通過路由和節(jié)點(diǎn)間通信的接力，擴(kuò)展后幾百米甚至幾公里。ZIGBEE可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，多一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可管理254個(gè)子節(jié)點(diǎn)。
?。?）高性和高性。ZIGBEE的媒體接入控制層（Medium AccsControl，MAC）采用CSMA/CA的碰撞避免機(jī)制，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了時(shí)隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突。ZIGBEE還提供了3級(jí)模式，包括無設(shè)定、使用接人控制清單非法獲取數(shù)據(jù)以及采用加密標(biāo)準(zhǔn)（AdvancedEncrtionStandard，A）的對(duì)稱，以靈活確定其屬性。
（6）免執(zhí)照頻段。采用直接序列擴(kuò)頻在工業(yè)科學(xué)（IndustrialScientificMedical，ISM）頻段，分別為2.4GHz（）、915MHz（美國）和868MHz（歐洲）。
ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡(luò)電能管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡(luò)電能管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)主要由四部分組成：計(jì)量?jī)x表、本地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)方通信網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)交換設(shè)備。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由計(jì)量?jī)x表、ZIGBEE采集器（負(fù)責(zé)與儀表之間的通信）、ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)終端（負(fù)責(zé)與上層通訊網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接，譬如工業(yè)以太網(wǎng)等）、上層通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)交換存儲(chǔ)設(shè)備。ZIGBEE無線通信管理系統(tǒng)一般采用的組網(wǎng)方式是MH的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，MH網(wǎng)絡(luò)能更好得通信質(zhì)量，單一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)不影響其他節(jié)點(diǎn)通信狀態(tài)。
ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡(luò)電能管理系統(tǒng)解決方案
安科瑞為生產(chǎn)基地——江蘇安科瑞電器制造有限公司設(shè)計(jì)的針對(duì)生產(chǎn)用電進(jìn)行管理的電能管理分析系統(tǒng)，是基于ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡(luò)的電能管理系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的組網(wǎng)采用ZIGBEE與RS485混合組網(wǎng)模式。
整個(gè)廠區(qū)共設(shè)8個(gè)集中監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別位于配電間、層配生產(chǎn)動(dòng)力柜、空調(diào)動(dòng)力柜、排風(fēng)機(jī)控制箱及位于配電末端的幾個(gè)照明控制箱。每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)各設(shè)置無線ZIGBEE采集器一只，通過RS485總線對(duì)位于該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電能計(jì)量?jī)x表進(jìn)行通訊組網(wǎng)；監(jiān)控中心設(shè)置ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)終端一只，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及考慮通訊的性，于適當(dāng)位置設(shè)置數(shù)只ZIGBEE中繼路由器?！?
由于ZIGBEE的特性，基于ZIGBEE技術(shù)的無線組網(wǎng)是一種比較合適的下行信道的實(shí)現(xiàn)手段。適合應(yīng)用于一些短距離的無線網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)，例如寫字樓、辦公樓、宿舍樓、工廠等，適用于企業(yè)內(nèi)部能耗監(jiān)測(cè)及管理系統(tǒng)，尤其適用于一些布線困難舊樓改造的能耗管理系統(tǒng)中。而若將其與成熟的工業(yè)以太網(wǎng)和GPRS/CDMA上行信道結(jié)合，與后臺(tái)管理主站組成一個(gè)完整的集抄和監(jiān)控系統(tǒng)，則可以為遠(yuǎn)程管理提供一個(gè)的解決方案。
ZIGBEE技術(shù)特點(diǎn)
ZIGBEE協(xié)議基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，從2004年發(fā)布ZIGBEEV1.0到新的增加了ZIGBEE-PRO擴(kuò)展指令集的ZIGBEE2006版本，ZIGBEE功能不斷強(qiáng)大。ZIGBEE具備強(qiáng)大的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能（見圖1），它支持3種主要的自組織無線網(wǎng)絡(luò)類型，即星型結(jié)構(gòu)（Star）、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（Mh）和樹型結(jié)構(gòu)（ClusterTree），是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)健壯性和系統(tǒng)性。與目前普遍應(yīng)用的wi-Fi、Bluetooth等短距離無線通訊技術(shù)相比較，ZIGBEE的特點(diǎn)主要有：
?。?）工作周期短、收發(fā)信息功耗較低，并且RFD（ReducedFunctionDevice，簡(jiǎn)化功能器件）采用了休眠模式，不工作時(shí)都可以進(jìn)入睡眠模式。
?。?）。通過大幅簡(jiǎn)化協(xié)議（不到藍(lán)牙的1/10），降低了對(duì)通信控制器的要求，以8051的8位微控制器測(cè)算，的主節(jié)點(diǎn)需要32KB代碼，子功能節(jié)點(diǎn)少至4 KB代碼。
?。?）低速率、短。ZIGBEE的通信速率250kb／s（工作在2.4GHz時(shí)），滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。ZIGBEE的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)15ms，節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)30ms，進(jìn)一步節(jié)省了電能。相比較，藍(lán)牙需3～10S、Wi-Fi需3S.
（4）近距離，高容量。傳輸范圍一般介于10～100m，在增加RF發(fā)射功率后，亦可增加到1~3km.這指的是相鄰節(jié)點(diǎn)間的距離，若通過路由和節(jié)點(diǎn)間通信的接力，擴(kuò)展后幾百米甚至幾公里。ZIGBEE可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，多一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可管理254個(gè)子節(jié)點(diǎn)。
?。?）高性和高性。ZIGBEE的媒體接入控制層（Medium AccsControl，MAC）采用CSMA/CA的碰撞避免機(jī)制，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了時(shí)隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突。ZIGBEE還提供了3級(jí)模式，包括無設(shè)定、使用接人控制清單非法獲取數(shù)據(jù)以及采用加密標(biāo)準(zhǔn)（AdvancedEncrtionStandard，A）的對(duì)稱，以靈活確定其屬性。
（6）免執(zhí)照頻段。采用直接序列擴(kuò)頻在工業(yè)科學(xué)（IndustrialScientificMedical，ISM）頻段，分別為2.4GHz（）、915MHz（美國）和868MHz（歐洲）。
ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡(luò)電能管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡(luò)電能管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)主要由四部分組成：計(jì)量?jī)x表、本地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)方通信網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)交換設(shè)備。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由計(jì)量?jī)x表、ZIGBEE采集器（負(fù)責(zé)與儀表之間的通信）、ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)終端（負(fù)責(zé)與上層通訊網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接，譬如工業(yè)以太網(wǎng)等）、上層通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)交換存儲(chǔ)設(shè)備。ZIGBEE無線通信管理系統(tǒng)一般采用的組網(wǎng)方式是MH的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，MH網(wǎng)絡(luò)能更好得通信質(zhì)量，單一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)不影響其他節(jié)點(diǎn)通信狀態(tài)。
ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡(luò)電能管理系統(tǒng)解決方案
安科瑞為生產(chǎn)基地——江蘇安科瑞電器制造有限公司設(shè)計(jì)的針對(duì)生產(chǎn)用電進(jìn)行管理的電能管理分析系統(tǒng)，是基于ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡(luò)的電能管理系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的組網(wǎng)采用ZIGBEE與RS485混合組網(wǎng)模式。
整個(gè)廠區(qū)共設(shè)8個(gè)集中監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別位于配電間、層配生產(chǎn)動(dòng)力柜、空調(diào)動(dòng)力柜、排風(fēng)機(jī)控制箱及位于配電末端的幾個(gè)照明控制箱。每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)各設(shè)置無線ZIGBEE采集器一只，通過RS485總線對(duì)位于該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電能計(jì)量?jī)x表進(jìn)行通訊組網(wǎng)；監(jiān)控中心設(shè)置ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)終端一只，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及考慮通訊的性，于適當(dāng)位置設(shè)置數(shù)只ZIGBEE中繼路由器?！?
其他說明
|
型號(hào) 參數(shù) |
ANEZB-485 ZIGBEE采集器 |
ANEZB-GTW ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)終端 |
| 無線 | ||
| 頻率范圍 | 2.41GHz~2.48GHz | |
| RF信道 | 16 | |
| 接收靈敏度 | -94dbm | |
| 發(fā)射功率 | -27dbm~25dbm | |
| 天 線 | 外置SMA天線 | |
| 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/td> | 網(wǎng)狀 | |
| 尋址方式 | IEEE802.15.4/ZIGBEE標(biāo)準(zhǔn)地址 | |
| 網(wǎng)絡(luò)容量 | 255個(gè)節(jié)點(diǎn) | |
| 通信接口 | ||
| 通信接口 | RS485 | 工業(yè)以太網(wǎng) |
| 波特率 | 9600bps(默認(rèn)), 4800bps, 2400bps, 1200bps可選; | |
| 通信協(xié)議 | MODBUS-RTU協(xié)議 | |
| LED指示 | ||
| 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示 | 綠燈 | |
| POWER指示 | 紅燈 | |
| 數(shù)據(jù)指示 | 綠燈 | |
| 電源 | ||
| 輔助電源 | 220V AC | |
| 功耗 | 4W | |
| 電磁兼容 | 浪涌電壓4000V | |
| 快速瞬變?nèi)好}沖4000V | ||
| 靜電8000V | ||
| 機(jī)械尺寸 | 89*76*74 | |
| 工作溫度 | -20℃~65℃ | |
| 儲(chǔ)藏溫度 | -40℃~85℃ | |
