ZigBee通信技术及其在电力系统中的应用

对电力监控系统中ZigBee无线通信技术应用的几点探讨作者：王冠军来源：《科技风》2016年第10期摘要：电力能源是现代社会必不可少的能源之一，在人们的生活、工业生产等方面发挥着重要作用。

电力监控系统是管理配电网络的重要手段，确保配电网络安全、可靠运行，以满足人们的日常生活和工业需要。

在电力监控系统中，ZigBee无线通信技术的应用十分重要。

本文对ZigBee无线通信技术在电力监控系统中的重要性进行了叙述，分析了当前的电力监控系统通信技术现状，并说明了ZigBee无线通信技术在电力监控系统中的应用。

关键词：监控系统；ZigBee；应用将ZigBee无线通信技术应用在电力监控系统中能够大大提高供电稳定性。

传统电力监控系统采用的大多为有线通信技术，由于该技术存在许多弊端，急需寻找新的技术取代有线通信技术，ZigBee无线通信技术应运而生并在电力监控系统中得到了广泛运用。

工作人员只需对终端计算机进行控制就可以实现对整个电网的调配，从而满足用户需求，同时，该技术的应用使得大规模停电事件不再发生，停电检修时间大大缩短，最大程度保障了人们的生活和工业用电。

一、ZigBee无线通信技术在电力监控系统中的重要性电力能源是现代社会必不可少的能源之一，在人们的生活、工业生产等方面发挥着重要作用。

当前，我国电网建设和管理都朝着自动化的方向发展，电力监控系统的重要性越来越突出。

随着经济的快速增长，人们对电力资源的需求也呈现出越来越大、越来越高的特点，这无疑给电力企业带来了巨大挑战。

电力监控系统是由通信技术、微电子技术以及计算机技术相融合的，而ZigBee无线通信技术则是电力监控系统的重要的组成部分，它传输的是数字信号。

这样一来，工作人员只需要操作终端计算机就可以实现对整个电网的调配。

需要注意的是，仅仅采用ZigBee无线通信技术，但是对技术的应用并不可靠也是不行的，在技术不可靠的情况下，设备采集到的信息就不能及时传输到终端计算机，工作人员也就无法掌握当前电网的运行状态。

ZigBee技术在用户端配电系统中的设计与应用随着全球范围内智能电网建设逐步展开，作为智能电网用户的配电系统智能化管理也越来越重要。

目前用户端配电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，其中工业以太网、GPRS及CDMA 等作为远程通信网络；无线短距离通信、载波等作为短程通信网络，即最后1公里内的通信方式。

ZigBee技术作为一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，是一种很好的短距离通信方式。

它有很多优点，譬如低功耗、高可靠性，以及自组网功能等等，使它能在短距离通信方面有着很大的发展空间。

因此，基于ZigBee技术的无线自动抄表系统成为了一个热点。

本文主要介绍一款ZigBee技术无线模块及基于ZigBee无线网络在工厂配电管理系统中的应用。

1、ZigBee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(Cluster Tree)，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。

目前，电能管理系统中运用的另外一些通信方式如低压电力线载波（PLC），RS485有线通讯都存在各种各样的弊端。

ZigBee与其他通信技术的比较，可以看出ZigBee技术优势比较明显。

ZigBee技术是电能管理系统中一种非常理想的通信方式。

它适用于一些短距离无线电能管理系统通信方式的实现手段，例如写字楼、办公楼、宿舍楼、工厂等无线电能管理系统，尤其适用于一些布线困难旧楼改造的能耗管理系统中。

2、ZigBee无线模块的设计ZigBee无线模块是ZigBee无线配电管理系统中的主要组成部分，它在整个网络中担当通信的衔接作用，它负责把网络中所有电表的通信连接起来，方便各个电表把数据上传给主站（即电能管理中心）。

传 感 器 模 块 处 理 器 模 块 无 线 通 信 模 块
网络的基础上， 通过先 进的传感和测量技术 、 先 进的设备技术 、 先进 的 控 制方法 以及先进 的决 策支持系统技术 的应 用， 实 现电网 的可靠 、 安 全、 经济 、 高效 、 环境 友好和使用安全的 目标ｌ ｌ ｌ 。 为满足信号传输所要求 的网络稳 定等要 求 ， 在智能电网中研究基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技术和 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 的综 合在 线监 测控制 系统 ． 能够可靠地利用集 中监测和管理方式从 而获得 电气设 备运行 状态 和周 边环 境变 化 因此 ．文 章 以 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技术 和 ＧＰ Ｒ Ｓ为基础 ， 设 计了一套智 能电网电气设 备监测 和控制 系统。 希望可 以在智能 电网输 电配电环节发挥重要 作用
作者简介 ： 李朋（ １ ９ ９ ２ 一） ， 男， 安徽 宿州人， 研 究生， 安徽理工大学 ， 研 究方向为电气工程 自动化。
陆俊 ， 国 网 安徽 省 电 力 公 司信 息 通 信 分 公 司。
图 ４ 汇 聚 节 点 程 序 流 程 图
科技视 界 Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
图 ２ 网络节点硬件框 图
图 ３ 汇聚节点硬件结构原理
图１ 信号采集 网络应用 的拓扑示意 图
２ 系统硬件设计
终端节点主要 由四部分组成 ， 包括信息处理模 块 、 传感器模块 、 无 线通信模块和电源模块［ ３ ］ 。处理器模块采用 Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０自带的 ８ ０ ５ １内 核完成数据 的存储及终端节点 的多任务处理工 作 ． 适合于片上系统 的 开发 。该处理器能进行 ２ ． ４ Ｇ Ｈｚ 的射频 的收发 ． 具有 抗干扰能力强 ． 功 耗低 、 灵敏度较高 ， 并且 电流损耗较低 ． 适合开发低功耗系统

zigbee应用ZigBee技术是一种低功耗、近距离、低速率无线通信技术，具有低功耗、低成本、简单易用等特点，广泛应用于智能家居、物联网、能源管理、电力控制等领域。

本文将从ZigBee技术的基本原理、应用案例以及未来发展等方面进行介绍，旨在帮助读者更好地理解和了解ZigBee技术的应用。

一、ZigBee技术基本原理ZigBee技术是一种基于IEEE802.15.4标准的无线通信技术，使用全球2.4GHz频段，采用工作在低速率模式下的设备，适用于大范围的低功耗应用。

ZigBee技术主要包含三个基本组件：设备、协调器和网络。

设备是指采用ZigBee技术的终端设备，如传感器、开关等，用于感知环境信息，并将其通过ZigBee网络传输到协调器。

协调器是ZigBee网络的核心节点，负责组网、路由和管理网络中的设备。

它还可以与上层网络（如无线局域网）进行通信，实现设备与互联网的连接。

网络是由协调器和多个设备组成的拓扑结构，通过ZigBee协议进行通信。

ZigBee网络分为星型、网状和混合三种结构，可以根据不同应用需求选择不同的拓扑结构。

ZigBee技术通过低功耗的无线通信方式实现设备之间的数据传输。

它采用短距离通信，通信距离一般在10-100米之间，适用于室内环境。

同时，ZigBee技术在传输过程中对数据进行了优化，采用了低速率的传输模式，降低了能耗。

二、ZigBee技术应用案例1. 智能家居智能家居是ZigBee技术最常见的应用领域之一。

通过将传感器、开关、灯光等设备连接到ZigBee网络中，实现对家居环境的智能控制。

用户可以通过智能手机、平板电脑等终端设备，远程控制家居设备的开关、调光、温度等功能，提高家居的舒适度和便利性。

2. 物联网ZigBee技术也广泛应用于物联网领域。

通过将物联网设备连接到ZigBee网络中，实现对物联网设备的监测、控制和管理。

例如，智能城市中的环境监测设备可以通过ZigBee网络将环境数据传输到中心服务器，实现对环境状况的实时监测和分析。

刷 议 不
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自动 控制 装置 ， 是传 统的继 电器 的替代产 品 。 输 电线路随 着微 电子和 计算机 技 术 的飞速 发展 ， 随着计 算机 的功 能更多 的可编 程控制 器 ， 不仅 可以实 现逻辑 控
制， 还具 有数据 处理 ， 通信 ， 网络和 其他功 能 。 因为它 可 以通 过软件 来 改变控 制 过程 ， 而且具 有体积小 ， 装 配和 维修方 便 ， 编程 简单 ， 可靠 性高 ， 抗 干扰能 力强 ， 已广 泛应 用于 工业控 制 的各个领 域 ， 极 大地促 进 了机 电一体 化 的进 程 。
断开 ， 以致供 电 中断 ， 当下 降到 ２ ５ ％， 它持 续时 间超过 ３ 秒， 电机 停止转 动 ， 可 能 甚至造成 人身伤 亡事故 。 因此 短路的后 果是十分严 重 的 ， 造成 的危 害程度大 ， 故 障位置 ， 类型 多和 持续 时 间长 。 为 了确保 电气设 备安 全和 可靠 的运 行 ， 减 少短
路， 应努力消 除所有 可能会 导致短路 的因素 ， 在短路 的情况 下 ， 应尽 快消 除故 障
区段 ， 使系统 电压恢复 到正常值在 时 间。 因此 ， 短路 电流计 算要正确 选择有 足够 的稳定 电气设备 ， 以确保 最大 可 能的短 路 电流不损 坏 。 变压器 台数应 根据负荷和 经济运行 的负载选 择 ， 满 足可靠性 和供 电电能质 量的要 求 ， 考 虑到节 约能源 ， 降低运 行成本 ， 设备 维护和其他 因素 来确定变 压器 的数量 。 根据 负荷等级 和规模 ， 当加 载一个 或两个 以上 的负荷 变 电站 ， 应 该增加 两个 或两个 以上 的变压 器 ， 如只有 少量 的加载 或两 个低压 变 电站 相邻 ， 只能使

探讨 Zigbee 技术在配电自动化系统中的应用摘要：无线通信技术能够保障配电自动化系统通信的有效性、安全性及可靠性，Zigbee技术则是应用于配电自动化系统通信的最佳无线通信技术。

笔者从配电自动化系统对通信的需求入手，分析了Zigbee技术的优势及应用要点及Zigbee技术在配电自动化系统中的应用。

关键词：Zigbee技术；配电自动化系统；应用探讨对配电自动化系统进行建设时，通信系统是重要的一环，应以高新技术手段为依托，配电自动化把控制中心发出的指令传给各个执行机构与远方的智能终端，并且，将智能终端所采集的数据传输给控制中心，近年来，新兴的ZigBee技术已经开始应用于配网自动化系统中，在我国电力行业得到了广泛应用。

得到了人们的一致认可。

1.配电自动化系统及ZigBee技术的概况配电自动化系统主要是通过配电网的实时数据采集，对配电网的运行进行有效管理，主要检测的数据为配电变压器及开关运行的相关数据以及电能质量。

在配电自动化系统中，数据的采集与传输主要涉及到DTU以及TTU等设备。

根据相关的标准要求，每个遥测数据信息都要使用2个字节的信息量，每4个遥信数据信息量为1个字节的信息量，每个遥控数据信息都要使用5个字节的信息量，大量的信息量传输需要可靠安全的通信网络支持。

在相关的法律法规的条款中，配电自动化系统需要通过专网实现通信，要求通信网络具备较强的冗余能力以及较高的可靠性。

就目前的基础发展状况而言，Zigbee通信网络是较为理想的配电系统化的通信网络。

ZigBee技术是低速率、短距离的一种新兴无线通信网络技术，其介于蓝牙技术与无线标记技术之间。

该技术具有功耗低、时延小、速率低、距离适中等诸多优点，充分对无线通信技术缺点进行了弥补，也符合了自组织网络与传感器等无线传感器的网络需要。

配电自动化的通信网络不会对带宽有过高要求，如果对功耗和时延要求较低，ZigBee技术就是不错的选择。

该技术由最多六万五千个无线数据的模块共同组成无线数据传输平台，与当前的GSM网和CDMA网十分相似，各个ZigBee网络的数据模块和移动网络基站十分类似，他们可以在整个网络间互相通信。

不同的国家由于发展程度和实际建设的情况不同，对于智能电网的解读和发展方向也不尽相同。

在我国，国家电网对智能电网的定义为：以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网。

所以，在电网中引入数据稳定、健壮性好、抗干扰能力强以及自身功耗低的信息传输技术极大符合我国智能电网的发展目标。

ZigBee技术，因其超低功耗、抗干扰和网络的健壮性等优点，注定将在无线传感器领域发挥巨大的作用。

1智能电网概述智能电网，即电网的智能化，也被称为“电网2．0”，是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。

智能电网的重要目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全，电网能够实现这些目标，就可以称其为智能电网。

参数量测技术是智能电网基本的组成部件，先进的参数量测技术获得数据并将其转换成数据信息，以供智能电网的各个方面使用。

它们评估电网设备的健康状况和电网的完整性，进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。

未来的智能电网将取消所有的电磁表计及其读取系统，取而代之的是可以使电力公司与用户进行双向通信的智能固态表计。

基于微处理器的智能表计将有更多的功能，除了可以计量每天不同时段电力的使用和电费外，还有储存电力公司下达的高峰电力价格信号及电费费率，并通知用户实施什么样的费率政策。

新的软件系统将收集、储存、分析和处理各种数据，为电力公司的其他业务所用。

先进的控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。

这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功。

另外，先进控制技术支持市场报价技术以提高资产的管理水平。

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低 压 电器 （０ １ ｏ １ ） ２ １ Ｎ ．８
・ 场 总 线 与 网络 通 信 ・ 现
Ｚｇ ｅ ｉＢ ｅ无 线 通 信 技 术 在 电 力 监 控 系 统 中 的 应 用
周 惠椒 ， 谭 喜 堂 ， 朱琴跃 ， 赵 亚 辉 （ 同济 大 学 电气工程 系 ， 上海
摘
２０３ ） ０ ３ １
要 ：通过 详 细分 析 Ｍ ｄ ｕ 和 Ｚｇ ｅ 协 议 ， 出 将 Ｚｇ ｅ 设 备 的 ＩＥ 地 址 与 ｏｂｓ ｉＢ ｅ 提 ｉ ｅ Ｂ ＥＥ
周 惠 椒 （ ９ ５ ） １８ 一 ， 女 ， 士研究 生 ， 硕 研
设 定 的 Ｍｏｂ ｓ 址 进 行 绑 定 ， Ｚｇ ｅ 无 线 网络 中传 输 Ｍｏｂ ｓ 文 的方 案 。设 计 了 ｄｕ 地 在 ｉＢ ｃ ｄｕ 报
Ａｂｓ ｒ ｃｔ ｔ ａ ：Ａｆｅ ｈ ｅ ａｌｄ ａ ａ ｙ ｉ ｆｔ ｏ ｂ ｏ ｔ ｒｔ ｅ ｄ ｔｉｅ ｎ ｌ ｓｓｏ ｈｅＭ ｄ ｕｓｃ ｍｍｕｎ ｃ ｔｏ ｏ ｏ ｏ ｎ ｒｌ ｓ ｇ ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ — ｉ ａｉｎ ｐｒｔ ｃ ｌａ ｄ ｗｉｅｅ ｓＺｉ Ｂｅ ｅｗｏ ｋ ｃ ｍ ｍｕ ｃ ｔｏ ｎｉａｉ ｎ，ａ ｓ ｅ ｉｌｓ ｈｅ ｏ ｒ ｌｓ ｒ ｎ ｍ ｉｓｏ ｆｄ ｔ ｏｎｏ ｍｉ ｇ Ｍｏ ｂｕ ｏ ｐ ｃ ａ ｃ ｍｅ ｆｒｗｉｅｅ ｓ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｏ ａａ ｃ ｆｒ ｎ ｄ ｓ ｃ ｍｍｕｎ ｃ ｔｏ ｒ ｔ ｏ ｎ Ｚ ｇ ｉ ａｉｎ ｐ ｏｏｃ ｌｉ ｉ — Ｂｅ ｒ ｌｓ ｔ ｒ ｓｐｒｐｏ ｅ ｅ ｗｉｅｅ ｓｎｅｗｏ ｋ ｗａ ｏ ｓ ｄ，ｉ ｉ ｈ ｔ ｅ Ｉ ｎ ｗｈ ｃ ｈ ＥＥＥ ｄｄ ｅ ｓ ｏ ｇ ｅ ｄｅ ｉ ｅ ｉ ｕ ｄ ｔ ｔ ｏ ｂ ｄｄ ｅ ｓ， ａ ｒ ｓ ｆＺｉＢｅ ｖｃ ｓｂｏ ｎ ｏ ｉｓ Ｍ ｄ ｕｓａ ｒ ｓ ｔ ｅ ｓ ｃｉ ｃ ＺｉＢｅ ｏ ｈ ｐｅ ｆ ｇ ｅ ｃ ｍｍ ｕ ｉ ａｉｎｓ ｄ ｔ ａ ｋ ｔｅ ｃ ｐｓ ｌ ｔ ｎ ｗａ ｄ ｓｇ ｅ ｉ ｎ ｃ ｔｏ ａａ ｐ ｃ ｅ ｎ ａ ｕ ａｉ ｓ ｅ ｉ ｎ ｄ，ｔ ｅ ｏ ｅ ｗａ ｆ Ｍｏ ｕ ｅ ｓ ｇ ｏ ｈ ｅ ｎｖ ￣ ｙ ｏ ｄｂ ｓ ｍ ｓａ ｅ ｂ ｔ ｅ ｒ ｄ ａ ｒ ｌ ｓ ｎ ｔ ｒ ｗｅ ｅ ｇｉｅ ｅ ｗｅ ｎ ｗｉｅ ｎｄ ｗｉｅｅｓ ｅｗｏ ｋ ｒ ｖ ｎ， ｗｈｃ ｓ ｒ ｐ ｓ ｄ ｗｉｅ ｗｉｅｅ ｓ ｈ ｂ ｄ ｔａ ｍｉｓｏ ｎ ｏ ｒ ｉｈ ｗａ ｐ ｏ ｏ ｅ ｒ ｄ— ｒ ｌｓ ｙ ｒ ｒ ｎｓ ｓ ｉｎ ｉ ｐ ｗｅ ｉ ｍｏ ｔｒｎ ｙ ｔｍ ． Ｆｉ ｌｌ ｎｉ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｏ ｎａ ｙ，ｂ ｐ ｌｃ ｔｏ ｏ ｅ ｅ ｆＴＤＭ ｐ ｗｅ ｔ ｒａ ａ ｅ ａ ｐｅ， ｔｅ ｆ ａ ｉ ｌｔ ｏ ｈ ｙ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｆａ ｓ ｒ ｓ ｏ ｉ ｏ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｎ ｘ ｍ ｌ ｈ ｅ ｓｂｉｉ ｙ ｆｔ ｅ ｓ ｈｅ ａ ｅ ｎ ｐｒ ｖ ｎ ｖ ｒｆｃ ｔｏ ｃ ｍｅ ｈ ｓ ｂ ｅ ｏ ｅ ｅ ｉ ａｉｎ． ｉ Ｋ ｅ ｏ ｄ Ｚｉ Ｂｅ ｅ ｈｎ ｏ ｙ ｗ ｒ ｓ： ｇ ｅ ｔ ｃ ｏｌｇｙ；Ｍ ｏ ｄｂｕｓ ｐｒ ｏ ｏ ；ｗｉ ｅｅ ｓ ｃ ｍ ｍ ｕｎ ｃ ｔｏｎ ｔｃ ｏｔ ｃ ｌ ｒ ｌｓ ｏ ｉ ａ ｉ ｅ ｈｎｏ ｏ ｌ ｇ ；ｐｏ ｒ ｍ ｏ ｔ ｙ ｗｅ ｎｉｏ・

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２ ０ １ ３正
仪 表 技 术 与 传 感 器
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２ ０ １ ３
Ｎｏ ． ３
第 ３期
基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ技术 的 电力输 电线 路 监测 系统设 计
方 刚 ， 张 雷
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Ｆ ＡＮＧ Ｇａ ｎ ｇ， Ｚ ＨＡＮ Ｇ Ｌ ｅ ｉ
的线路监测 系统 ， 由太阳能提供 电源 ， 通过 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 无线传感器 网 络技 术 实现对线路 多种环境参数 的采集 、 传输 、 处理和判 断， 并通过 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ向上位机监测 中心发送数据信息 ， 当出 现 异常 时能够及 时向 负责人发 送手机 短信 。该 系统促进 了智 能
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｏｐ ｔ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ １ ３ １ ４， ６ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）

ZigBee Mesh 网络
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ZigBee Mesh 网络
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Application / Profiles Application Framework Network / Security Layers MAC Layer PHY Layer ZigBeeTM
IEEE® STD 802.15.4
– Designed to supply the radio and protocol, allowing the designer to concentrate on the application and their customers’ needs
ZigBee – 应用领域
保安系統 大型空調系統 自動讀表系統 照明控制 門禁系統 電視 錄像機 DVD/CD 无线遙控器
樓宇自動化 電子消費產品
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ZigBee
病人監護系統 健身監察系統
保健
简单有效的无线控制手段
電腦設備
資產监控管理 生產過程監控 環境及能源管理
工業自动控制 车辆监控
ZigBee – 应用
ZigBeePRO: Mesh & Many-to-One routing as a special case of Mesh
PHY layer
This standard provides 2 PHY options with frequency band as fundamental difference. 2.4 GHz band has worldwide availability and provides a transmission rate of 250 kb/s. The 868/915 MHz PHY specifies operation in the 868 MHz band in Europe and 915 MHz ISM band in the United States and offer data rates 20 kb/s and 40 kb/s respectively. Different transmission rates can be exploited to achieve a variety of different goals.

Zigbee技术简介及应用摘要二十一世纪初，信息技术的迅猛发展使人们的生活水平和工作效率极大地提高。

近距离内各种设备的无线通讯成为一个研究热点。

目前也有着几种发展比较成熟的无线通讯技术。

本文介绍的是目前一种比较流行的短距离无线通讯接入技术——Zigbee。

这种技术将使短距离无线通讯技术广泛地应用于生产生活中成为可能。

介绍完该技术后，通过特定的一个例子SampleApp工程对该技术进行进一步说明，该例子是现的功能是：A、B两个节点，当按下A（或B）节点的按键1时，点亮或熄灭B（或A）节点的LED1灯。

关键词：Zigbee技术；无线通讯技术1 Zigbee技术概述及其特征1.1 Zigbee技术概述ZigBee的名称源于蜜蜂的舞蹈，蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈交换各种信息。

故将新一代无线通信技术命名为ZigBee。

ZigBee过去又称为"HomeRF Lite"、"RF-EasyLink"或"FireFly"无线电技术，目前统称为ZigBee技术。

ZigBee是在2004年底才由Zigbee联盟正式发布的一种无线传输协议。

2006年12月，该联盟正式推出Zigbee的升级规范——Zigbee2006，也称为“增强型”Zigbee。

Zigbee技术是一种可以实现短距离内双向无线通讯的技术。

Zigbee技术以其复杂程度低、能耗低、成本低取胜于其余的短距离无线通讯技术。

其主要应用于短距离内，传输速度要求不高的电子通讯设备之间的数据传输和典型的有周期性、间歇性和地反应时间的数据的传输。

Zigbee是IEEE802.15.4技术的商业名称，该技术的核心由其制定。

能够在三个不同的频段上通讯。

全球通用的频段是2.4-2.484GHz，欧洲采用的频段是868.0-868.66MHz，美国采用的频段是902-928MHz。

该技术的高层应用和市场推广由Zigbee联盟负责。

虚拟现实和增强现实技术
12.2 高效的故障排查和维修
通过增强现实技术，可以将远程专家或机器人的视野和操作传递给现场工作人员，帮助他 们快速定位故障和进行维修。这样可以提高故障排查和维修的效率和质量
虚拟现实和增强现实技术
12.3 智能巡检和管理
利用增强现实技术，可以实现智能巡检和管理。通过预设的巡检路线和检查点，系统可以 自动进行巡检并记录数据。同时，系统还可以根据巡检结果进行预警和预测维护，提高设 备的运行稳定性和可靠性
无线通信技术
2.2 NB-IoT通信技术
NB-IoT是一种基于蜂窝网络的窄带物联网技术，具有覆盖范围广、连接数量多、低功耗等 优点。在智能电网远程抄表系统中，NB-IoT通信技术可用于连接智能电表和网关设备，实 现数据的无线传输
电力线载波通信技术
电力线载波通信技术
01.
电力线载波通信技术是一种利用电力线作为传输媒介的通信技术， 具有无需布线、传输距离远、信号稳定等优点
5G通信技术
10.1 数据高速传输
利用5G的高速传输特性，可以实现智能电表、集中器、网关设备等之间的快速数据传 输和通信。这样可以提高数据传输的效率和准确性，减少数据延迟和丢失的问题
5G通信技术
10.2 实时监控和控制
5G通信技术的低延迟 特性使得远程监控和 控制成为可能。在智 能电网远程抄表系统 中，可以通过5G网络 实现对电力设备的实 时监控和控制，及时 发现并处理异常情况
虚拟现实和增强现实技术
虚拟现实和增强现实技术
虚拟现实和增强现实技术可以提供更加直观和 形象的用户体验和管理方式
虚拟现实和增强现实技术可以提供更加直观和 形象的用户体验和管理方式
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虚拟现实和增强现实技术

作站 间的通信局域 网 。在变 电站 “五 防”系统 中 ，“五 同时 为了压缩成 本 ，在 安全方面 没有太 多的考虑 ，导
防 ”工 作站与变 电站监控 系统部 署在 同一控 制区 ，从 致它们 很易受 到外来攻 击 。而 变 电站设 备作为专 用
监控系统实时获取设备反馈状态信息 ，“五防 ”工 作站 设备 ，在 安全 层面 可以设 计 的更高 。对 ＺｉｇＢｅｅ网络
阻止攻击者对数据进行修改 与窃听 侦听数 据 ；对发起 的原 则 ，依据现有 变电站应用 系统部署 ，构建 安全有
的数据提 供认证 功能 ，保 证数据 的发起源 的正确性 ， 效 的 ＺｉｇＢｅｅ网络环 境 ，保障变 电站 “五 防 ”系统 的安
并阻止攻击者修改一个设备并模仿 另一个设 备 ，从而 全稳 定运行 。现 有变 电站“五防 ”系统通 过交换机 网
力 于 不 断 增 强 电 网信 息 安 全 防 护 能 力 ，提 升 信 息 “五 防”系统 属于实时控制系统 ，置于控制 Ｉ区 ，ＺｉｇＢｅｅ
安 全 的 自主 可 控 能 力 ，确 保 电 网数 据 通 信 网络 的 网 络 作 为 “五 防 ”数据 通 信 专 网 ，为保 障 ＺｉｇＢｅｅ网
与 ＺｉｇＢｅｅ主站通过网线直接连接 ，电脑钥匙作为 Ｚｉｇ－ 采用底 层密码保 护 ，可 以阻止外 界转发 的攻击 ；在 数
Ｂｅｅ网络 中的一 个节点 ，与其他 部署在现场 的 ＺｉｇＢｅｅ 据层采 用 了加 密处理 ，并 对数据进 行校验 处理 ，可 以
２０１ ８年第７期 总第３７４期 表村专轰化
安全服务 所提供 的方法包 括密码 建立 、密 码传输 、帧 理防火 墙 ，实现 系统 间的逻辑 隔离 ；同时在 “五防 ”系

ZigBee无线通信技术在电力仓储中的应用作者：张钢冯明卿李晓洁来源：《山东工业技术》2018年第19期摘要：根据电力仓储管理中温湿度实时监控的需要，采用ZigBee无线通信技术，以TI CC2530无线单片机及ZStack协议桟为核心，结合数字温湿度传感器，设计了一款多测点无线传感器网络测量系统。

本文介绍系统的构成和工作原理、硬件选择和软件设计。

测试结果表明，该系统监测效果良好，具有功耗低、体积小、操作方便、成本低等特点。

关键词：ZigBee；无线通信；温湿度；CC2530DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.19.1761 引言在电力仓库管理和物资保存过程中，环境温度和湿度是非常重要的控制参数，当温度湿度变化超过一定范围，会对储备物资的质量造成很大的影响，使电力物资的物理和化学性质产生变化，机械性能变坏，物体强度降低，发生金属锈蚀，生虫霉变等等。

传统的仓储部门是由仓管员不定时查看、记录仓库和车间的湿度值，费时间和人力，数据不是很客观。

我们和电力公司物流中心合作，在分析研究现有仓储监测措施的基础上，将基于ZigBee的无线传感器网络技术应用于电力仓储环境监测领域，设计了基于CC2530芯片的传感器节点硬件结构和软件系统，构建了仓储管理环境参数多点监测系统的智能组网方案，该系统可以对仓库目标节点的温度、湿度和烟雾等环境参数进行全面、快捷的无线采集和保存查询。

2 系统原理与硬件构成（1）ZigBee通信技术是一种短距离、低数据速率、低复杂度、低功耗的无线通信技术，基于 ZigBee 的无线传输设备由于体积小、功耗低、传输好、灵活位置等优点，在温室环境参数监测方面具有广阔的应用前景。

ZigBee通信技术是物联网应用的核心技术之一。

ZigBee网络中存在三种节点，协调器（Coordinator）、终端节点（Enddevice）和路由器（router）。

又分为全功能设备FFD与精简功能设备RFD。

ZigBee技术的无线通信技术在电力信息化中的应用摘要：针对电力基建、生产现场作业随意性强、信息化管理水平低的不足，本文基于ZigBee技术的无线通信技术，分析了ZigBee技术特点与工作原理，阐述了在电力信息化中的应用与试验效果。

关键词：ZigBee；无线通信；电力信息化电力信息化是信息化技术在电力工业中的全面应用，包括电力生产信息化和电力企业管理信息化两大部分。

电力生产信息化通过信息化采集、自动控制和处理大幅度提高生产效率和工作质量。

电力企业管理信息化通过信息在线采集、分析和处理实现办公自动化。

随着“三集五大”管理体系的建立，实现电力流、信息流和业务流的高度一体化成为电力信息化的主要方向[1]。

现场作业管理信息化是电力信息化的重要组成部分，本文以基于ZigBee技术的无线通信技术在电力信息化中的应用为题进行了探讨。

1 ZigBee技术特点与工作原理1.1 关于ZigBee技术ZigBee技术是一种以IEEE802.15.4为基础的无线通信技术，本意为蜜蜂之间传递信息的方式。

ZigBee模块类似于移动网络基站，通过大量无线模块组成无线网络平台，并在所覆盖的无线网络内互相通信[2]。

1.2 ZigBee的技术特点ZigBee通常工作在2.4GHz、868MHz、915MHz三个频段，我国一般采用2.4GHz频段，欧美国家多采用后两个频段。

作为无线通信技术，ZigBee技术具有以下突出的优点：（1）功耗低。

ZigBee终端节点采用两节5号电池供电，工作电流仅为几十mA，休眠状态工作电流更低至微安级别，而且ZigBee工作时间很短，所以耗电量很小，两节5号电池至少可使用半年以上。

（2）成本低。

ZigBee网络协议简单，而且ZigBee芯片一般基于8051单片机内核，所以成本很低。

（3）容量大。

ZigBee既可使用64位IEEE地址，又能使用16位网络短地址，一个单独的ZigBee网络理论上可容纳65536个设备。

Zigbee无线通信技术在电力系统中的运用作者：宋海静来源：《中国新通信》 2018年第8期一、概述随着中国运营商4G 业务快速发展、WiFi 的普及，移动互联网已经深入到餐饮、出行、购物、娱乐、投资等诸多领域，层出不穷的新运用吞噬着带宽和流量，这推动着移动互联网向着高带宽、低延时的方向发展。

在可以预见的2020 年5G业务将正式商用，展现在我们面前的是一幅万物互联的美好图景。

但是在物联网的世界里有一个领域对带宽、延时的要求并不高，它对业务带宽的要求只有几十K，对数据准确性的要求高过对延时的要求，这就是工业控制领域。

本文以电力系统为例，探讨一下Zigbee 无线通信技术在电力控制领域中的运用。

二、常用短距离无线通信技术比较工业控制领域的物联网属于无线个域网(WPAN) 的范畴。

WPAN 面向特定群体，能够有效解决“最后几米电缆”的问题，是一种与无线局域网（WLAN）、无线城域网（WMAN）并列但覆盖范围相对较小的无线网络。

WPAN 位于整个网络链的末端，用于实现同一地点终端与终端之间的连接。

WPAN运行的范围一般在10m 半径以内，必须工作在许可的频段，设备具有体积小、价格低、功耗小、易操作的特点。

用于WPAN 的技术比较多，如蓝牙（Bluetooth）、超宽带（UWB）、红外（IrDA）、WiFi、Zigbee 等。

下面我们比较一下蓝牙、Zigbee、WiFi 等几种常用的短距离无线通信技术的特点如表1。

从上面的比较我们可以看出：Zigbee 相较于蓝牙和WiFi 具有成本低、功耗小、保密性能优、组网能力强的优点，这些特点决定了Zigbee 技术可以很好的满足工业控制领域多节点、低速率、高可靠性、免维护的运用需求。

三、短距离无线通信技术在电力系统中运用场景3.1 配网自动化系统配网自动化通信系统的传输方式一般分为光纤传输和GPRS 无线传输。

GPRS 无线传输方式容易受天气、用户数量等因素影响，导致GPRS 信号不稳定，只能运用在“二遥”站点进行电压、电流、开关状态的采集，不能远程进行负荷开关控制。