ZIGBEE無線通信抄表系統

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ZIGBEE無線通信抄表系統
隨著無線通信技術的不斷發展，近年來出現了面向低成本設備無線聯網要求的技術，稱之為ZIGBEE，它是一種近距離、低複雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術，主要適合於自動控制、遠程控制領域及家用設備聯網。
由於ZIGBEE的優越特性，基於ZIGBEE技術的無線組網是一種比較合適的下行信道的實現手段。適合套用於一些短距離的無線網路的組網，例如寫字樓、辦公樓、宿舍樓、工廠等無線抄表網路，適用於企業內部能耗監測及管理系統，尤其適用於一些布線困難舊樓改造的能耗管理系統中。
下面以上海安科瑞ANEZB（ZIGBEE）無線通信抄表系統為例來介紹介紹無線網路的電錶集抄系統的功能和套用。
上海安科瑞ANEZB（ZIGBEE）無線通信抄表系統單個子網，主要由上行網路工業乙太網和下行網路ZIGBEE無線區域網路組成。整個子網主要由電錶、ZIGBEE採集器以及ZIGBEE網路終端組成，示意圖如下。
適用環境
u 工作溫度： -20℃~65℃
u 儲藏溫度： -40℃~85℃
電磁兼容
u 浪涌電壓：4000V；
u 快速瞬變群脈衝：4000V
u 靜電：8000V
上海安科瑞ANEZB（ZIGBEE）無線通信抄表系統主要特點
工作周期短、收發信息功耗較低，並且RFD(Reduced Function Device，簡化功能器件)採用了休眠模式，不工作時都可以進入睡眠模式。
低成本。通過大幅簡化協定(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，全功能的主節點需要32KB代碼，子功能節點少至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)，滿足低速率傳輸數據的套用需求。ZIGBEE的回響速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態只需15ms，節點連線進入網路只需30ms，進一步節省了電能。相比較，藍牙需3～10 S、Wi-Fi需3 S。
近距離，高容量。傳輸範圍一般介於10～100 m，在增加RF發射功率後，亦可增加到1~3 km。這指的是相鄰節點間的距離，若通過路由和節點間通信的接力，擴展後達到幾百米甚至幾公里。ZIGBEE可採用星狀、片狀和網狀網路結構。由一個主節點管理若干子節點，最多一個主節點可管理254個子節點。
高可靠性和高安全性。ZIGBEE的媒體接入控制層(Medium Access Control，MAC)採用CSMA/CA的碰撞避免機制，同時為需要固定頻寬的通信業務預留了專用時隙，避免了傳送數據時的競爭和衝突。ZIGBEE還提供了3級安全模式，包括無安全設定、使用接人控制清單防止非法獲取數據以及採用高級加密標準(AdvancedEncryption Standard，AES)的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。
免執照頻段。採用直接序列擴頻在工業科學醫療(Industrial Scientific Medical，ISM)頻段，分別為2．4 GHz(全球)、915 MHz(美國)和868 MHz(歐洲)。
性能參數
工作電源
工作範圍 AC220V
頻率範圍 2.41GHz~2.48GHz
功耗 4W
網路狀態指示 綠燈
POWER指示 紅燈
數據指示 綠燈
RF信道 16
接收靈敏度 -94dbm
發射功率 -27dbm~25dbm
天 線 外置SMA天線
網路拓撲 網狀
定址方式 IEEE802.15.4/ZIGBEE標準地址
網路容量 最大255個節點
通信接口
RS485接口
MODBUS-RTU協定
波特率
9600bps（默認）、4800bps、2400bps、1200bps可選
機械尺寸 89mm*76mm*74mm
安裝方式
採用35mm標準導軌安裝
電能管理儀表選型
高壓重要迴路或低壓進線櫃，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、復費率電能統計；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰係數、電話波形因子、電流K係數、電壓與電流不平衡度計算；電網電壓電流正、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協定或DL/T645規約等功能。
低壓聯絡櫃、出線櫃中，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、復費率電能統計、最大需量統計；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協定等功能。
動力櫃中，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、復費率電能統計、最大需量統計；2DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協定等功能。
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、復費率電能統計、最大需量統計；電流規格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、RS485通訊接口、Modbus協定或DL/T 645規約可選等功能，主要套用於動力櫃中。
照明箱，可選用DDS1352(ADL10) DDSF1352(ADL100) DTSF1352(ADL300)：
DDS1352(ADL10) 具有單相電能計量，電流規格5(30)A、電能脈衝輸出、LED同步指示等功能。
DDSF1352(ADL100) 具有單相電能計量，電流、電壓測量，電流規格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復費率電能統計、電能脈衝輸出、RS485通訊接口、Modbus協定或DL/T 645規約可選等功能。
DTSF1352(ADL300) 三相電能計量，電流規格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、復費率電能統計、電能脈衝輸出、RS485通訊接口、Modbus協定或DL/T 645規約可選等功能。