ZigBee无线模块在电能管理系统中的应用.pdf

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1、ZigBee无线模块在电能管理系统中的应用江苏安科瑞电气股份有限公司袁燕摘要：随着无线技术的速度发展，无线抄表系统得到了迅速的发展。作为短距离无线通信一员的ZigBee技术也得到迅速发展，基于ZigBee的无线网络电能管理系统也成为一个非常理想无线抄表系统。本文介绍了基于ZigBee无线通信模块的设计，包括软硬件设计。本文还介绍了模块在ZigBee无线电能管理系统中使用情况及整个系统运行情况。关键词：ZigBee，通信模块，无线技术，电能管理系统ApplicationofZigBeeWirelessModelinenergyManagementSystemXIExindong1KANGxiao

2、hua2SUFeng3(1.ZiboInstituteofArchitecturalDesignandResearch,Zibo255000,China;2.TianjinBranch,JiangxiProvinceArchitectural&DesignGeneralInstitute,Tianjin300457,China;3.ShanghaiAcrelCo.,Shanghai201801,China)Abstract:Bytherapiddevelopmentofthewirelesstechnology,thewirelessmetersystemdevelopmentbecomefa

3、st.ZigBee,asoneofthesmalldistancewirelesstechnology,alsodevelopsquickly.ThispaperintroducedthedesignofZigBeewirelesscommunicationmodel,includingthedesignofhardwareandsoftware.thispaperalsointroducedthemodel’sapplicationinZigBeewirelessenergymanagementsystemandtheworkstateofthisenergymanagementsystem

4、.KeyWord:ZigBee;CommunicationModel,WirelessTechnology;energyManagementSystem1引言随着全球范围内智能电网建设正逐步展开，用户端是智能电网重要组成部分，用户端的核心内容包括智能配电与能量管理、智能电器、用电安全、电力计量等多个方面。目前能量管理系统都会考虑采用多种通信技术混合组网的方式，以克服现有技术固有的一些不足，从而达到满足系统性能和投资回报的要求。目前工业以太网、电力线载波及无线短距离通信被认为是AMR自动抄表系统可用的解决方案。其中无线短距离通信是一个很好的本地通信网络的解决方案，工业以太网、GPRS及CDMA等

5、远距离通信可以作为远程通信网络，以这样方式的混合组网被公认为一种很好的解决方案。随着一种新兴的短距离、低速率无线网络技术ZigBee技术的兴起，基于ZigBee技术的本地无线自动抄表系统成为了一个热点。本文主要介绍了一款基于ZigBee技术无线模块的设计及其在ZigBee无线自动抄表系统中的应用。2ZigBee技术的特点ZigBee无线技术的特点是低耗电、低成本、低数据速率、短距离、通信可靠性高。它的网络拓扑主要支持3种自组织无线网络类型，即星型结构(Star)、网状结构(Mesh)和树型结构(ClusterTree)，特别是网状结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。这使ZigBee技术在低

6、耗电、低成本、低数据速率、可靠性强的无线抄表系统中发挥巨大的作用。3ZigBee无线模块的设计本文设计的ZigBee无线模块采用导轨式安装的安装方式，可以方便地安装在35mm的标准导轨上，这使模块能灵活的安装在各类配电箱、配电柜中。其外观侧视图如图1所示。ZigBee无线模块的技术指标如表1所示。表1ZigBee无线模块的技术指标ZigBee无线模块分为两类，其中ZigBee信号转RS485信号的模块称为ZigBee采集模块;而ZigBee信号转以太网信号的模块称为ZigBee网络终端，它是整个ZigBee网络的组网发起者，即ZigBee网络中的中心节点。图1ZigBee模块侧视图3.1硬件设

7、计ZigBee无线通信模块主要由开关电源部分、ZigBee无线传输部分及接口转换部分组成，其原理框图如图2所示。图2ZigBee通信模块开关电源电路部分主要采用美国PI公司TOP221Y(TOPSwitch)，使用反激式功率变换电路，把交流电源转换成我们需要的直流电源;无线传输部分主要采用MC13213芯片，它是freescale第二代ZigBee芯片，内部带有MCU芯片和无线收发器，它的原理图如