ZIGBEE无线通信抄表系统

ZIGBEE无线通信抄表系统

随着无线通信技术的不断发展，近年来出现了面向低成本设备无线联网要求的技术，称之为ZIGBEE，它是一种近距离、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、远程控制领域及家用设备联网。

由于ZIGBEE的优越特性，基于ZIGBEE技术的无线组网是一种比较合适的下行信道的实现手段。适合应用于一些短距离的无线网络的组网，例如写字楼、办公楼、宿舍楼、工厂等无线抄表网络，适用于企业内部能耗监测及管理系统，尤其适用于一些布线困难旧楼改造的能耗管理系统中。

下面以上海安科瑞ANEZB（ZIGBEE）无线通信抄表系统为例来介绍介绍无线网络的电表集抄系统的功能和应用。

上海安科瑞ANEZB（ZIGBEE）无线通信抄表系统单个子网，主要由上行网络工业以太网和下行网络ZIGBEE无线局域网络组成。整个子网主要由电表、ZIGBEE采集器以及ZIGBEE网络终端组成，示意图如下。

适用环境

u 工作温度： -20℃~65℃

u 储藏温度： -40℃~85℃

电磁兼容

u 浪涌电压：4000V；

u 快速瞬变群脉冲：4000V

u 静电：8000V

上海安科瑞ANEZB（ZIGBEE）无线通信抄表系统主要特点

工作周期短、收发信息功耗较低，并且RFD(Reduced Function Device，简化功能器件)采用了休眠模式，不工作时都可以进入睡眠模式。

低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4 KB代码。

低速率、短延时。ZIGBEE的最大通信速率达到250 kb／s(工作在2．4 GHz时)，满足低速率传输数据的应用需求。ZIGBEE的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需3～10 S、Wi-Fi需3 S。

近距离，高容量。传输范围一般介于10～100 m，在增加RF发射功率后，亦可增加到1~3 km。这指的是相邻节点间的距离，若通过路由和节点间通信的接力，扩展后达到几百米甚至几公里。ZIGBEE可采用星状、片状和网状网络结构。由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点。

高可靠性和高安全性。ZIGBEE的媒体接入控制层(Medium Access Control，MAC)采用CSMA/CA的碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。ZIGBEE还提供了3级安全模式，包括无安全设定、使用接人控制清单防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AdvancedEncryption Standard，AES)的对称密码，以灵活确定其安全属性。

免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗(Industrial Scientific Medical，ISM)频段，分别为2．4 GHz(全球)、915 MHz(美国)和868 MHz(欧洲)。

性能参数

工作电源

工作范围 AC220V

频率范围 2.41GHz~2.48GHz

功耗 4W

网络状态指示 绿灯

POWER指示 红灯

数据指示 绿灯

RF信道 16

接收灵敏度 -94dbm

发射功率 -27dbm~25dbm

天 线 外置SMA天线

网络拓扑 网状

寻址方式 IEEE802.15.4/ZIGBEE标准地址

网络容量 最大255个节点

通信接口

RS485接口

MODBUS-RTU协议

波特率

9600bps（默认）、4800bps、2400bps、1200bps可选

机械尺寸 89mm*76mm*74mm

安装方式

采用35mm标准导轨安装

电能管理仪表选型

高压重要回路或低压进线柜，可选用ACR330ELH：

ACR330ELH具有LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；THDu，THDi、2-31次各次谐波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；4DI+3DO（DO3做过压、欠压、过流、不平衡报警）；RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T645规约等功能。

低压联络柜、出线柜中，可选用ACR220EL：

ACR220EL具有LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；4DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议等功能。

动力柜中，可选用ACR120EL、DTSD1352(ADL3000)：

ACR120EL具有LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；2DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议等功能。

DTSD1352(ADL3000) 具有LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选等功能，主要应用于动力柜中。

照明箱，可选用DDS1352(ADL10) DDSF1352(ADL100) DTSF1352(ADL300)：

DDS1352(ADL10) 具有单相电能计量，电流规格5(30)A、电能脉冲输出、LED同步指示等功能。

DDSF1352(ADL100) 具有单相电能计量，电流、电压测量，电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选等功能。

DTSF1352(ADL300) 三相电能计量，电流规格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A、20(80)A可选、复费率电能统计、电能脉冲输出、RS485通讯接口、Modbus协议或DL/T 645规约可选等功能。