Zigbee 物联网无线网路电能管理系统 _生活百科

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物联网(Zigbee)无线网路电能管理系统【Zigbee 物联网无线网路电能管理系统】随着无线通信技术的不断发展，近年来出现了面向低成本设备无线联网要求的技术，称之为ZIGBEE，它是一种近距离、低複杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制、远程控制领域及家用设备联网。
基本介绍中文名：物联网无线网路电能管理系统概述
外文名：Zigbee
介绍随着无线通信技术的不断发展，近年来出现了面向低成本设备无线联网要求的技术，称之为ZIGBEE，它是一种近距离、低複杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制、远程控制领域及家用设备联网。由于ZIGBEE的优越特性，基于ZIGBEE技术的无线组网是一种比较合适的下行信道的实现手段。适合套用于一些短距离的无线网路的组网，例如写字楼、办公楼、宿舍楼、工厂等无线抄表网路，适用于企业内部能耗监测及管理系统，尤其适用于一些布线困难旧楼改造的能耗管理系统中。而若将其与成熟的工业乙太网和GPRS/CDMA上行信道结合，与后台管理主站组成一个完整的集抄和监控系统，则可以为远程管理提供一个有效的解决方案。Zigbee与其他最后一公里通讯技术比较见表1 。ZIGBEE与其他“最后一公里”技术的比较表1PLCRS485ZIGBEE无线建网难度简单困难简单一次性投资小一般较大运行维护困难比较困难容易通信速度低高高可靠性差一般好实时监控不能能能技术特点ZIGBEE协定基于IEEE 802.15.4标準，从2004年发布ZIGBEE V1．0到最新的增加了ZIGBEE-PRO扩展指令集的ZIGBEE2006版本，ZIGBEE功能不断强大。ZIGBEE具备强大的设备联网功能(见图2)，它支持3种主要的自组织无线网路类型，即星型结构(Star)、网状结构(Mesh)和树型结构(Cluster Tree)，特别是网状结构，具有很强的网路健壮性和系统可靠性。与目前普遍套用的wi-Fi、Bluetooth等短距离无线通讯技术相比较，ZIGBEE的特点主要有：图2 ZIGBEE网路拓扑分类

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图2ZIGBEE网路拓扑分类(1)工作周期短、收发信息功耗较低，并且RFD(Reduced Function Device，简化功能器件)採用了休眠模式，不工作时都可以进入睡眠模式。(2)低成本。通过大幅简化协定(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4 KB代码。(3)低速率、短延时。ZIGBEE的最大通信速率达到250 kb/s(工作在2．4 GHz时)，满足低速率传输数据的套用需求。ZIGBEE的回响速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连线进入网路只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需3～10 S、Wi-Fi需3 S 。(4)近距离，高容量。传输範围一般介于10～100 m，在增加RF发射功率后，亦可增加到1~3 km 。这指的是相邻节点间的距离，若通过路由和节点间通信的接力，扩展后达到几百米甚至几公里。ZIGBEE可採用星状、片状和网状网路结构。由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点。(5)高可靠性和高安全性。ZIGBEE的媒体接入控制层(Medium Access Control，MAC)採用CSMA/CA的碰撞避免机制，同时为需要固定频宽的通信业务预留了专用时隙，避免了传送数据时的竞争和冲突。ZIGBEE还提供了3级安全模式，包括无安全设定、使用接人控制清单防止非法获取数据以及採用高级加密标準(AdvancedEncryption Standard，AES)的对称密码，以灵活确定其安全属性。(6)免执照频段。採用直接序列扩频在工业科学医疗(Industrial Scientific Medical，ISM)频段，分别为2．4 GHz(全球)、915 MHz(美国)和868 MHz(欧洲) 。性能参数Zigbee採集器/终端主要参数见表3 。表3型号参数ANEZB-485ZIGBEE採集器ANEZB-GTWZIGBEE网路终端无线频率範围2.41GHz~2.48GHzRF信道16接收灵敏度-94dbm发射功率-27dbm~25dbm天线外置SMA天线网路拓扑网状定址方式IEEE802.15.4/ZIGBEE标準地址网路容量最大255个节点通信接口通信接口RS485工业乙太网波特率9600bps（默认）、4800bps、2400bps、1200bps可选；通信协定MODBUS-RTU协定LED指示网路状态指示绿灯POWER指示红灯数据指示绿灯电源辅助电源220V AC功耗4W电磁兼容浪涌电压4000V快速瞬变群脉冲4000V静电8000V机械尺寸89×76×74mm工作温度-20℃~65℃储藏温度-40℃~85℃接线方式4.1 ZIGBEE採集器见图4.1