隨著無線通信技術的不斷發(fā)展，近年來出現(xiàn)了面向設備無線聯(lián)網(wǎng)要求的技術，稱之為ZIGBEE，它是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、的雙向無線通信技術，主要適合于自動控制、遠程控制領域及家用設備聯(lián)網(wǎng)。
由于ZIGBEE的特性，基于ZIGBEE技術的無線組網(wǎng)是一種比較合適的下行信道的實現(xiàn)手段。適合應用于一些短距離的無線網(wǎng)絡的組網(wǎng)，例如寫字樓、辦公樓、宿舍樓、工廠等，適用于企業(yè)內部能耗監(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。而若將其與成熟的工業(yè)以太網(wǎng)和GPRS/CDMA上行信道結合，與后臺管理主站組成一個完整的集抄和監(jiān)控系統(tǒng)，則可以為遠程管理提供一個的解決方案。
ZIGBEE技術特點
ZIGBEE協(xié)議基于IEEE 802.15.4標準，從2004年發(fā)布ZIGBEEV1.0到新的增加了ZIGBEE-PRO擴展指令集的ZIGBEE2006版本，ZIGBEE功能不斷強大。ZIGBEE具備強大的設備聯(lián)網(wǎng)功能（見圖1），它支持3種主要的自組織無線網(wǎng)絡類型，即星型結構（Star）、網(wǎng)狀結構（Mh）和樹型結構（ClusterTree），是網(wǎng)狀結構，具有很強的網(wǎng)絡健壯性和系統(tǒng)性。與目前普遍應用的wi-Fi、Bluetooth等短距離無線通訊技術相比較，ZIGBEE的特點主要有：
?。?）工作周期短、收發(fā)信息功耗較低，并且RFD（ReducedFunctionDevice，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。
?。?）。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，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。ZIGBEE的通信速率250kb／s（工作在2.4GHz時），滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應用需求。ZIGBEE的響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態(tài)15ms，節(jié)點連接進入網(wǎng)絡30ms，進一步節(jié)省了電能。相比較，藍牙需3～10S、Wi-Fi需3S.
?。?）近距離，高容量。傳輸范圍一般介于10～100m，在增加RF發(fā)射功率后，亦可增加到1~3km.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，擴展后幾百米甚至幾公里。ZIGBEE可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡結構。由一個主節(jié)點管理若干子節(jié)點，多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點。
（5）高性和高性。ZIGBEE的媒體接入控制層（Medium AccsControl，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)務預留了時隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突。ZIGBEE還提供了3級模式，包括無設定、使用接人控制清單非法獲取數(shù)據(jù)以及采用加密標準（AdvancedEncrtionStandard，A）的對稱，以靈活確定其屬性。
?。?）免執(zhí)照頻段。采用直接序列擴頻在工業(yè)科學（IndustrialScientificMedical，ISM）頻段，分別為2.4GHz（）、915MHz（美國）和868MHz（歐洲）。
ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡電能管理系統(tǒng)的體系結構
ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡電能管理系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖的整個網(wǎng)絡主要由四部分組成：計量儀表、本地無線通信網(wǎng)絡、遠方通信網(wǎng)絡以及數(shù)據(jù)交換設備。整個網(wǎng)絡由計量儀表、ZIGBEE采集器（負責與儀表之間的通信）、ZIGBEE網(wǎng)絡終端（負責與上層通訊網(wǎng)絡的對接，譬如工業(yè)以太網(wǎng)等）、上層通信網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)交換存儲設備。ZIGBEE無線通信管理系統(tǒng)一般采用的組網(wǎng)方式是MH的網(wǎng)狀網(wǎng)絡，MH網(wǎng)絡能更好得通信質量，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（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡電能管理系統(tǒng)解決方案
安科瑞為生產(chǎn)基地——江蘇安科瑞電器制造有限公司設計的針對生產(chǎn)用電進行管理的電能管理分析系統(tǒng)，是基于ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡的電能管理系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的組網(wǎng)采用ZIGBEE與RS485混合組網(wǎng)模式。
整個廠區(qū)共設8個集中監(jiān)測點，分別位于配電間、層配生產(chǎn)動力柜、空調動力柜、排風機控制箱及位于配電末端的幾個照明控制箱。每個監(jiān)測點各設置無線ZIGBEE采集器一只，通過RS485總線對位于該監(jiān)測點的電能計量儀表進行通訊組網(wǎng)；監(jiān)控中心設置ZIGBEE網(wǎng)絡終端一只，結合現(xiàn)場實際情況及考慮通訊的性，于適當位置設置數(shù)只ZIGBEE中繼路由器?！?
由于ZIGBEE的特性，基于ZIGBEE技術的無線組網(wǎng)是一種比較合適的下行信道的實現(xiàn)手段。適合應用于一些短距離的無線網(wǎng)絡的組網(wǎng)，例如寫字樓、辦公樓、宿舍樓、工廠等，適用于企業(yè)內部能耗監(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。而若將其與成熟的工業(yè)以太網(wǎng)和GPRS/CDMA上行信道結合，與后臺管理主站組成一個完整的集抄和監(jiān)控系統(tǒng)，則可以為遠程管理提供一個的解決方案。
ZIGBEE技術特點
ZIGBEE協(xié)議基于IEEE 802.15.4標準，從2004年發(fā)布ZIGBEEV1.0到新的增加了ZIGBEE-PRO擴展指令集的ZIGBEE2006版本，ZIGBEE功能不斷強大。ZIGBEE具備強大的設備聯(lián)網(wǎng)功能（見圖1），它支持3種主要的自組織無線網(wǎng)絡類型，即星型結構（Star）、網(wǎng)狀結構（Mh）和樹型結構（ClusterTree），是網(wǎng)狀結構，具有很強的網(wǎng)絡健壯性和系統(tǒng)性。與目前普遍應用的wi-Fi、Bluetooth等短距離無線通訊技術相比較，ZIGBEE的特點主要有：
?。?）工作周期短、收發(fā)信息功耗較低，并且RFD（ReducedFunctionDevice，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。
?。?）。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，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。ZIGBEE的通信速率250kb／s（工作在2.4GHz時），滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應用需求。ZIGBEE的響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態(tài)15ms，節(jié)點連接進入網(wǎng)絡30ms，進一步節(jié)省了電能。相比較，藍牙需3～10S、Wi-Fi需3S.
?。?）近距離，高容量。傳輸范圍一般介于10～100m，在增加RF發(fā)射功率后，亦可增加到1~3km.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，擴展后幾百米甚至幾公里。ZIGBEE可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡結構。由一個主節(jié)點管理若干子節(jié)點，多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點。
（5）高性和高性。ZIGBEE的媒體接入控制層（Medium AccsControl，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)務預留了時隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突。ZIGBEE還提供了3級模式，包括無設定、使用接人控制清單非法獲取數(shù)據(jù)以及采用加密標準（AdvancedEncrtionStandard，A）的對稱，以靈活確定其屬性。
?。?）免執(zhí)照頻段。采用直接序列擴頻在工業(yè)科學（IndustrialScientificMedical，ISM）頻段，分別為2.4GHz（）、915MHz（美國）和868MHz（歐洲）。
ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡電能管理系統(tǒng)的體系結構
ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡電能管理系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖的整個網(wǎng)絡主要由四部分組成：計量儀表、本地無線通信網(wǎng)絡、遠方通信網(wǎng)絡以及數(shù)據(jù)交換設備。整個網(wǎng)絡由計量儀表、ZIGBEE采集器（負責與儀表之間的通信）、ZIGBEE網(wǎng)絡終端（負責與上層通訊網(wǎng)絡的對接，譬如工業(yè)以太網(wǎng)等）、上層通信網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)交換存儲設備。ZIGBEE無線通信管理系統(tǒng)一般采用的組網(wǎng)方式是MH的網(wǎng)狀網(wǎng)絡，MH網(wǎng)絡能更好得通信質量，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（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡電能管理系統(tǒng)解決方案
安科瑞為生產(chǎn)基地——江蘇安科瑞電器制造有限公司設計的針對生產(chǎn)用電進行管理的電能管理分析系統(tǒng)，是基于ZIGBEE（物聯(lián)網(wǎng)）無線網(wǎng)絡的電能管理系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的組網(wǎng)采用ZIGBEE與RS485混合組網(wǎng)模式。
整個廠區(qū)共設8個集中監(jiān)測點，分別位于配電間、層配生產(chǎn)動力柜、空調動力柜、排風機控制箱及位于配電末端的幾個照明控制箱。每個監(jiān)測點各設置無線ZIGBEE采集器一只，通過RS485總線對位于該監(jiān)測點的電能計量儀表進行通訊組網(wǎng)；監(jiān)控中心設置ZIGBEE網(wǎng)絡終端一只，結合現(xiàn)場實際情況及考慮通訊的性，于適當位置設置數(shù)只ZIGBEE中繼路由器?！?
其他說明
|
型號 參數(shù) |
ANEZB-485 ZIGBEE采集器 |
ANEZB-GTW ZIGBEE網(wǎng)絡終端 |
| 無線 | ||
| 頻率范圍 | 2.41GHz~2.48GHz | |
| 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)絡拓撲 | 網(wǎng)狀 | |
| 尋址方式 | IEEE802.15.4/ZIGBEE標準地址 | |
| 網(wǎng)絡容量 | 255個節(jié)點 | |
| 通信接口 | ||
| 通信接口 | RS485 | 工業(yè)以太網(wǎng) |
| 波特率 | 9600bps(默認), 4800bps, 2400bps, 1200bps可選; | |
| 通信協(xié)議 | MODBUS-RTU協(xié)議 | |
| LED指示 | ||
| 網(wǎng)絡狀態(tài)指示 | 綠燈 | |
| POWER指示 | 紅燈 | |
| 數(shù)據(jù)指示 | 綠燈 | |
| 電源 | ||
| 輔助電源 | 220V AC | |
| 功耗 | 4W | |
| 電磁兼容 | 浪涌電壓4000V | |
| 快速瞬變群脈沖4000V | ||
| 靜電8000V | ||
| 機械尺寸 | 89*76*74 | |
| 工作溫度 | -20℃~65℃ | |
| 儲藏溫度 | -40℃~85℃ | |
