zigbee组网技术在控制与保护开关控制系统中的应用研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文ZigBee组网技术在控制与保护开关控制系统中的应用研究ApplicationofZigBeenetworkingtechnologyinthecontrolandprotectionswitchingcontrolsystem刘馨潞电气工程学院作者：单位：指导教师：蔡志远教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2015年3月6日学位授予单位：沈阳工业大学摘要进入21世纪，为应对国内外经济能源形势的变化，坚强智能电网的建设成为国家电力能源战略的重要组成部分。电网智能化的实现是建立在高效的通信网络基础上，通过传感测量以及控制决策，实现电网的安全可

2、靠运行。传统电网的通信方式为有线方式，如485总线，CAN总线，以太网等。与传统有线通信方式比，无线通信技术无需布线、方便组网、网络容量大、设备维护成本低。ZigBee技术即是一种低成本、低功耗、低复杂度的短距离无线通信技术，利用其替代电网负荷终端的有线监控网络，能够提高电网运行的经济性。本文主要工作及创新点如下：（1）研究了传统电网负荷的监控需求以及通信过程，比较多种无线通信技术的特点，设计了基于ZigBee技术的电网负荷端的无线监控网络。（2）深入研究ZigBee技术及其协议规范，研究了物理层的通信频道的选择、数据链路层的数据接入机制，重点研究了网络层的网络建立过程和路由过程中的路由算

3、法，通过C语言编程实现了ZigBee节点的组网通信。（3）利用NS2软件仿真了电网负荷监控网络的组网和通信过程，测试了网络的分组递交时延、网络路由分组的转发总量以及网络单位时间的功耗，根据以上三个网络性能指标，并结合目前ZigBee采用的路由算法，提出了基于蚁群算法和数据结构特性相结合的新型优化算法。（4）对传统算法和新型算法分别进行迭代计算，得出三个目标函数值，通过计算结果发现，优化算法能够缩短分组递交时延、降低分组转发量、降低功耗，提高网络性能，最后通过NS2仿真证实这一观点。关键词：电网负荷监控网络，ZigBee技术，路由优化，NS2仿真IAbstractInordertorespo

4、ndthesituationchangeofdomesticandinternationaleconomicandenergy,Theconstructionofstrongsmratgridhasbecomeanenssentialpartofnationalelectricityenergystrategyin21century.Realizationofsmartgridisbasedonefficientcommunicationnetwork,throughthesensormensurementandcontroldecisionstoachieveasafeandrealia

5、blegrid.Traditionalgridcommunicationmodeiswiredsysterm,suchasRS-485bus,canbus,ethernet,etc.Zigbeeisalowcost、lowpowerconsumptionandlowcomplexityshortdistancewirelessconmmunicationtechnology.Usingittoalternativethewiredmonitoringnetworkofgridloadterminalscanimprovetheeconomicsofgridoperation.Themain

6、workandinnovationofthisarticleareasfollows:(1)Studiedthemonitoringrequirementandcommunicationprocessoftraditionalgridload,comparedthecharacteristicsbetweendifferentkindsofwirelesscommunicationtechnology.DesignedawirelessmonitoringnetworkongridloadsidebasedonZigBee.(2)DeeplyresearchedZigBeetechnolo

7、gyanditsprotocolspecification.Studiedthecommunicationchannelselectiononthephysicallayer,thedataaccessmechanismsondatalinklayer,focusedonnetworkbuildingprocessandroutingalgorithmonnetworklayer.Achievednetworkcommu