ZigBee在電力系統(tǒng)溫度測(cè)量中的應(yīng)用

無(wú)線溫度采集器直接安裝在母線上，一個(gè) ZigBee網(wǎng)絡(luò)管理器能管理多個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)管理器通過(guò)高速骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)较到y(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，由監(jiān)控終端實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，溫度變化曲線圖，能打印相關(guān)報(bào)表，當(dāng)母線溫度異常時(shí)，管理終端通過(guò)多種報(bào)警方式提醒相關(guān)人員采取措施。
3.2 無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)
無(wú)線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)是該網(wǎng)絡(luò)的基本單元，它負(fù)責(zé)獲取溫度數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的預(yù)處理，并將之傳輸?shù)絑igBee網(wǎng)絡(luò)管理器。無(wú)線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)由下列部分組成：內(nèi)部集成符合 IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz的射頻(RF)收發(fā)器的CC2430無(wú)線單片機(jī) [3]；美國(guó)Dallas公司推出的DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器等。DB18B20直接通過(guò)單線與CC2430單片機(jī)I/O口連接，不必另外增加專門(mén)的總線控制器，減少硬件成本。減小了無(wú)線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的體積。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3 CC2430無(wú)線溫度傳感器結(jié)構(gòu)。

3.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)管理器
在該系統(tǒng)中的ZigBee網(wǎng)絡(luò)管理器集成了 ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)和協(xié)調(diào)器的功能，具備至關(guān)重要的作用，一方面采用 ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方式與無(wú)線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)連接，并且以固定的時(shí)間間隔對(duì)無(wú)線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫以及讀取它的工作參數(shù)，同時(shí)存入內(nèi)存，這就需要每個(gè)終端為所管理的無(wú)線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)置編號(hào)表，以免發(fā)生錯(cuò)亂；另一方面采用或以太網(wǎng)（或RS-485總線）與測(cè)溫主機(jī)連接，受控于測(cè)溫主機(jī)的命令而做出一系列的反映。具體功能有：接收并存儲(chǔ)傳感器數(shù)據(jù)；管理所管轄的 ZigBee子網(wǎng)；報(bào)警功能；傳輸數(shù)據(jù)給測(cè)溫主機(jī)；設(shè)定和修改終端工作參數(shù)；工作狀態(tài)指示；時(shí)鐘和看門(mén)狗功能。結(jié)構(gòu)如圖4所示：

無(wú)線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)的工作參數(shù)（發(fā)射頻率、發(fā)射功率、采樣間隔）事先通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)，在安裝前設(shè)定好，使用過(guò)程中無(wú)法通過(guò)無(wú)線方式修改參數(shù)。無(wú)線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)與 ZigBee網(wǎng)絡(luò)管理器間的通信，無(wú)線溫度傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的無(wú)線數(shù)據(jù)包格式：開(kāi)始標(biāo)志 STX(AAH)；傳感器編號(hào) ID（4Byte）；溫度數(shù)據(jù)：溫度數(shù)據(jù) Temp占 2個(gè)字節(jié)，其最高位（ D15）表示正負(fù)（0-正，1-負(fù)）；狀態(tài)字節(jié)：從采集器發(fā)往接收終端的狀態(tài)字節(jié)的含義（D7C故障標(biāo)志： D7=1表示有故障，這時(shí) D6~D0為故障碼（ >1）；D7=0表示無(wú)故障，這時(shí)： D4~D3C采樣間隔，00-1秒，01--30秒，10-2分鐘， 11-10分鐘； D2C發(fā)射功率， 0-低，1-高；D1D0C電池電量，00-無(wú)，01-低，10-中，11-高。校驗(yàn)碼 CRC8（1Byte）；結(jié)束標(biāo)志 ETX（55H）4 關(guān)鍵技術(shù)
4.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
ZigBee網(wǎng)絡(luò)有三種網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu) [4]：星型、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，最多一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可管理 254個(gè)子節(jié)點(diǎn)；同時(shí)主節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，最多可組成 65000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng)。