ZigBee无线通讯技术在AMR系统中的应用.docx

第 24 卷第 5 期
2009 年 10 月
电 力 学 报
J OURNAL OF EL ECTRIC POWER
Vol. 24 No. 5
Oct. 2009
文章编号: 100526548 (2009) 0520434203
3 ZigBee 无线通讯技术在 AMR 系统中的应用
解亚军,李建荣,王慧芳
(山西省电力公司运城供电分公司,山西运城 044000)
摘要:作为一种新兴无线传感器网络新技术, ZigBee 主要用于近距离无线连接,面向无线传感和工业控制应用领域。在对 ZigBee 无线通讯技术的的特点进行总结的基础上,探讨了 ZigBee 技术在电力 AMR 系统中的应用可能,并分析了其应用的作用和优点,提出了 ZigBee 无线通讯技术作为 AMR 系统技术手段的应用方案。
关键词:无线通讯技术; ZigBee 技术;电力 AMR 系统
中图分类号: TM73 文献标识码:B
ZigBee 是一种新兴的近距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线传感器网络的新技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接,面向无线传感和工业控制应用领域。它依据 IEEE802. 15. 4 标准, 在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,所以它们的通信效率非常高。
一般而言,随着通信距离的增大, 设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。相对于现有的各种无线通信技术, ZigBee 技术将是最低功耗和成本的技术。
1 AigBee 技术的特点
功耗低。ZigBee 技术采用了多种节电的工作模式,在休眠状态下耗电量仅仅只有 1μW ,通信距离短的情况下工作状态的耗电为 30 mW ,在低耗电待机模式下,两节普通 5 号干电池可使用 6 个月以上;
通信可靠。ZigBee 采用了 CSMA2CA 的碰撞避免机制,避免了发送数据时的竞争和冲突; MAC 层采用了完全确认的数据传输机制,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息;
网络的自组织、自愈能力强。ZigBee 的自组织功能:无需人工干预,网络节点能够感知其他节点的存在,并确定连接关系,组成结构化的网络;
ZigBee 自愈功能: 增加或者删除一个节点, 节
点位置发生变动, 节点发生故障等等, 无需人工干预,保证整个系统仍然能正常工作;
成本低。设备的复杂程度低,且 ZigBee 协议是免专利费的,这些可以有效地降低设备成本; ZigBee 的工作频段为免执照频段的2. 4 GHz ,是免使用费的无线通信信道;
网络容量大。每个 ZigBee 网络最多可支持 65 000 B ,也就是说每个 ZigBee 节点可以与数万节点相连接。由于 WSN 的能力很大程度上取决于节点的多少,所以 ZigBee 的网络容量大的特点非常符合 WSN 的需要;
有效范围大。虽然设备之间直接通讯范围在 40~350 m 之间,但是通过加入多级 ZigBee 路由设备,网络覆盖范围可以拓展到数百米至上千米,具体依据实际发射功率的应用模式而定。
工作频段灵活。使用的频段分别为 2. 4 GHz 、 868 M Hz (欧洲) 及 915 M