基于zigbee无线通信技术的智能配电仪表的研究与设计

《基于zigbee无线通信技术的智能配电仪表的研究与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、http://www.paper.edu.cn基于Zigbee无线通信技术的智能配电仪表的研究与设计朱永祥11河海大学电气学院，江苏南京(210098)E-mail:zhuyongxiang2003@yahoo.com.cn摘要：传统的电力设备绝缘在线监测系统,采用有线的RS485连接方式,现场施工时存在着布线困难、施工周期长、成本高等缺点，而且人员操作不规范易损坏485通讯口，这样就造成大的损失。本文论述了Zigbee无线通信技术的原理及应用优点,基于此技术设计了基于Zigbee的智能配电仪表，此仪

2、表应用在无线连接的分布式电力设备绝缘在线监测系统中,克服了传统的有线连接的缺点,在达到了对电力设备进行在线监测的目的的同时,节约了系统的成本,提高了系统的效益。该系统经过现场调试及运行后,工作正常,达到了预期的设计目的与应用要求。关键词:Zigbee；DSP；智能配电仪表；电力设备在线监测系统中图分类号：1.引言在工业控制环境下的短距离无线网络技术已成为近年来业界的研究热点之一,基于Bluetooth(IEEE802.15.1)、Wi-Fi(IEEE802.11)和Zigbee(IEEE802.15.

3、4)等协议的无线网络技术相继问世。其中Zigbee短程无线网技术以其数据传输安全可靠、组网简易灵活、设备成本低、低功耗等优势,在工业控制领域中展现了深厚的发展潜力。Zigbee和802.15.4标准[1]都适合于低速率数据传输，最大速率为250K，与其他无线技术比较，适合传输距离相对较近；Zigbee无线技术适合组建WPAN网络，就是无线个人设备的联网，对于数据采集和控制信号的传输是非常合适的。Zigbee技术的应用定位是低速率、复杂网络、低功耗和低成本应用。无线网络的市场发展在逻辑上可分为面向语音的

4、市场和面向数据的市场两类。在许多以数据传输为主的无线网络中，小型、低成本、低复杂度的无线网络的应用场合十分广泛。Zigbee是其中一种具有代表性的短距离无线通信技术，其网络标准由IEEE802.15.4规定。ZigBee协议比蓝牙、高速率PAN(个人局域网)或者IEEE802.11x无线局域网更加简单实用。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、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和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。相对于现有的各种无线通信技术，Zig

5、Bee技术将是最低功耗和成本的技术。本文利用Freescale的MC13123芯片与DSP芯片MC56F8346设计的基于Zigbee无线通讯的电力系统测控装置，以及监控系统组网方式的探讨。2.Zigbee主要技术及主要应用趋势2.1Zigbee主要技术IEEE802.15.4[1]满足ISO(国际标准化组织)OSI(开放系统互连)参考模式。它定义了单一的MAC(媒体访问控制)层和多样的物理层，如图1所示。-1-http://www.paper.edu.cn图1802.15.4协议架构Zigbee技术

6、的优点：a.省电。Zigbee网路节点设备工作周期较短、收发信息功率低，并且采用休眠模式，所有Zigbee技术特别省电，避免了频繁的更换电池或充电，从而可以减轻网路的维护的负担。b.可靠。由于MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息，因此从根本上保证了数据传输的可靠性。c.廉价。由于Zigbee协议栈设计简练，因此它的研发和生产成本相对较低，普通网路节点硬件上只需8位微处理器，最大32kbyte的ROM，软件上实现也比较简单，预计Zigbee通信模块价格能降到1

7、.5~2.5美元。d.时延短。Zigbee技术与蓝牙技术的时延非常短。e.网路容量大。1个Zigbee网路最多可以容纳254个从设备和1个主设备，1个区域内最多可以同时存在100个Zigbee网路。f.安全。Zigbee技术提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法，并且各应用可以灵活的确定其安全属性，使网路安全能够得到有效的保障。2.2Zigbee在电力监控配电仪表中的应用[2]Zigbee技术特别使用于数据吞吐量小、网路建设投资少、网路安全要求较高、不便频繁更换电池或充电的场合，可以广泛的应用在工业

8、自动化、家庭智能化、消费电子、医用设备等领域。基于Zigbee通信模块的可靠性、网路容量大及安全性等特点，可以看到Zigbee技术几乎是给电力监控系统中的无线通讯技术量身设计的。可靠性可以保障电力监控系统的可要通讯，无丢包、无误码等等。网路容量大保障了电力监控系统中大量仪表、装置的接入，满足系统中可靠的通讯。并且作为无线通信设备,基于Zigbee技术的通信模块几乎无须布线,可随意摆放。无线通信网络建立之后,在信号覆盖区域内任何一个位置都可以无线接入网络,