ZIGBEE無線通信抄表系統(tǒng)適用環(huán)境

u 工作溫度: -20℃~65℃

u 儲藏溫度: -40℃~85℃

ZIGBEE無線通信抄表系統(tǒng)

隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來出現(xiàn)了面向低成本設(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、低成本的雙向無線通信技術(shù)，主要適合于自動控制、遠程控制領(lǐng)域及家用設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。

由于ZIGBEE的優(yōu)越特性，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、工廠等無線抄表網(wǎng)絡(luò)，適用于企業(yè)內(nèi)部能耗監(jiān)測及管理系統(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。

無線通信抄表系統(tǒng)單個子網(wǎng)，主要由上行網(wǎng)絡(luò)工業(yè)以太網(wǎng)和下行網(wǎng)絡(luò)ZIGBEE無線局域網(wǎng)絡(luò)組成。整個子網(wǎng)主要由電表、ZIGBEE采集器以及ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)終端組成，示意圖如下。

工作周期短、收發(fā)信息功耗較低，并且RFD(Reduced Function Device，簡化功能器件)采用了休眠模式，不工作時都可以進入睡眠模式。

低成本。通過大幅簡化協(xié)議(不到藍牙的1/10)，降低了對通信控制器的要求，以8051的8位微控制器測算，全功能的主節(jié)點需要32KB代碼，子功能節(jié)點少至4 KB代碼。

低速率、短延時。ZIGBEE的最大通信速率達到250 kb/s(工作在2.4 GHz時)，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)只需15ms，節(jié)點連接進入網(wǎng)絡(luò)只需30ms，進一步節(jié)省了電能。相比較，藍牙需3~10 S、Wi-Fi需3 S。

近距離，高容量。傳輸范圍一般介于10~100 m，在增加RF發(fā)射功率后，亦可增加到1~3 km。這指的是相鄰節(jié)點間的距離，若通過路由和節(jié)點間通信的接力，擴展后達到幾百米甚至幾公里。ZIGBEE可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由一個主節(jié)點管理若干子節(jié)點，最多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點。

高可靠性和高安全性。ZIGBEE的媒體接入控制層(Medium Access Control，MAC)采用CSMA/CA的碰撞避免機制，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突。ZIGBEE還提供了3級安全模式，包括無安全設(shè)定、使用接人控制清單防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級加密標準(AdvancedEncryption Standard，AES)的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。

免執(zhí)照頻段。采用直接序列擴頻在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(Industrial Scientific Medical，ISM)頻段，分別為2.4 GHz(全球)、915 MHz(美國)和868 MHz(歐洲)。

工作電源

工作范圍 AC220V

頻率范圍 2.41GHz~2.48GHz

功耗 4W

網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示 綠燈

POWER指示 紅燈

數(shù)據(jù)指示 綠燈

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)拓撲 網(wǎng)狀

尋址方式 IEEE802.15.4/ZIGBEE標準地址

網(wǎng)絡(luò)容量 最大255個節(jié)點

通信接口

RS485接口

MODBUS-RTU協(xié)議

波特率

9600bps(默認)、4800bps、2400bps、1200bps可選

機械尺寸 89mm*76mm*74mm

安裝方式

采用35mm標準導(dǎo)軌安裝

高壓重要回路或低壓進線柜，可選用ACR330ELH:

ACR330ELH具有LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計;THDu，THDi、2-31次各次諧波分量;電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計算;電網(wǎng)電壓電流正、負、零序分量(含負序電流)測量;4DI+3DO(DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警);RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約等功能。

低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜中，可選用ACR220EL:

ACR220EL具有LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F);四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計;4DI+2DO;RS485通訊接口、Modbus協(xié)議等功能。

動力柜中，可選用ACR120EL、DTSD1352(ADL3000):

ACR120EL具有LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F);四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計;2DI+2DO;RS485通訊接口、Modbus協(xié)議等功能。

DTSD1352(ADL3000) 具有LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計;電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選等功能，主要應(yīng)用于動力柜中。

照明箱，可選用DDS1352(ADL10) DDSF1352(ADL100) DTSF1352(ADL300):

DDS1352(ADL10) 具有單相電能計量，電流規(guī)格5(30)A、電能脈沖輸出、LED同步指示等功能。

DDSF1352(ADL100) 具有單相電能計量，電流、電壓測量，電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選等功能。

DTSF1352(ADL300) 三相電能計量，電流規(guī)格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復(fù)費率電能統(tǒng)計、電能脈沖輸出、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T 645規(guī)約可選等功能。

圖6為無線通信抄表系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖，整個網(wǎng)絡(luò)主要由四部分組成:計量儀表、本地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò)、遠方通信網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)交換設(shè)備。ZIGBEE無線通信抄表系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)也繼承了無線通信抄表系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)與無線抄表系統(tǒng)大致一樣，整個網(wǎng)絡(luò)也由計量儀表、ZIGBEE采集器(負責(zé)與計量儀表之間的通信)、ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)終端(負責(zé)與上層通訊網(wǎng)絡(luò)的對接，譬如工業(yè)太網(wǎng)等)、上層通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)交換存儲設(shè)備。ZIGBEE無線通信抄表系統(tǒng)一般采用的組網(wǎng)方式是MESH的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，MESH網(wǎng)絡(luò)能更好得保證通信質(zhì)量，保證單一節(jié)點出現(xiàn)故障時不影響其他節(jié)點通信狀態(tài)。

《ZigBee技術(shù)及應(yīng)用》圍繞ZigBee技術(shù)的理論和應(yīng)用作較全面的介紹。在簡要介紹無線組網(wǎng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，第2章詳細介紹了ZigBee協(xié)議棧的基礎(chǔ)--IEEE 802.15.4無線個域網(wǎng)協(xié)議;第3章對ZigBee協(xié)議規(guī)范1.0版本進行了闡述。從第4章開始，分別介紹基于單片RF收發(fā)器和SoC方式的一些典型ZigBee技術(shù)實現(xiàn)平臺，主要產(chǎn)品有Freescale公司的MCl3192/MCl3193，Chipcon公司(已被TI公司收購)的CC2420、CC2430和Ember公司的EM250，對其芯片的特性、功能和應(yīng)用等進行了描述。第8章介紹MCl3192的一個應(yīng)用實例;第9章是CC2420 ZigBee DK開發(fā)套件的介紹。