无线网络监测系统

ZigBee（物联网）无线网络电能管理系统1.1　概述　　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，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。而若将其与成熟的工业以太网和GPRS/CDMA上行信道结合，与后台管理主站组成一个完整的集抄和监控系统，则可以为远程管理提供一个有效的解决方案。ZIGBEE与其他“最后一公里”技术比较见表1。表1　ZIGBEE与其他“最后一公里”技术的比较 载波PLCRS485ZIGBEE无线建网难度简单困难简单一次性投资小一般较大运行维护困难比较困难容易通信速度低高高可靠性差一般好实时监控不能能能1.2　ZIGBEE技术特点　　ZIGBEE协议基于IEEE 802.15.4标准，从2004年发布ZIGBEE V1．0到最新的增加了ZIGBEE-PRO扩展指令集的ZIGBEE2006版本，ZIGBEE功能不断强大。ZIGBEE具备强大的设备联网功能(见图1)，它支持3种主要的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。与目前普遍应用的wi-Fi、Bluetooth等短距离无线通讯技术相比较，ZIGBEE的特点主要有：http://www.acrel.cn/cn/products/common/upload/2011/03/04/134527c3.jpg图1　ZIGBEE网络拓扑分类　　(1)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。　　(2)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。　　(3)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。　　(4)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。　　(5)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。　　(6)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)。1.3　ZIGBEE(物联网)无线网络电能管理系统的体系结构　　图2为ZIGBEE(物联网)无线网络电能管理系统网络拓扑图，整个网络主要由四部分组成：计量仪表、本地无线通信网络、远方通信网络以及数据交换设备。整个网络由计量仪表、ZIGBEE采集器（负责与仪表之间的通信）、ZIGBEE网络终端（负责与上层通讯网络的对接，譬如工业以太网等）、上层通信网络和数据交换存储设备。ZIGBEE无线通信管理系统一般采用的组网方式是MESH的网状网络，MESH网络能更好得保证通信质量，保证单一节点出现故障时不影响其他节点通信状态。http://www.acrel.cn/cn/products/common/upload/2011/03/04/134623ue.jpg图2　无线网络拓扑图1.4　ZIGBEE（物联网）无线网络电能管理系统解决方案　　安科瑞为生产基地——江苏安科瑞电器制造有限公司设计的针对生产用电进行管理的电能管理分析系统，是基于ZIGBEE（物联网）无线网络的电能管理系统，整个系统的组网采用ZIGBEE与RS485混合组网模式。　　整个厂区共设8个集中监测点，分别位于配电间、层配生产动力柜、空调动力柜、排风机控制箱及位于配电末端的几个照明控制箱。每个监测点各设置无线ZIGBEE采集器一只，通过RS485总线对位于该监测点的电能计量仪表进行通讯组网；监控中心设置ZIGBEE网络终端一只，结合现场实际情况及考虑通讯的可靠性，于适当位置设置数只ZIGBEE中继路由器。系统的组网示意如图3http://www.acrel.cn/cn/products/common/upload/2011/03/04/13474we.jpg图3　ZIGBEE（物联网）无线网络电能管理系统解决方案组网示意图http://www.acrel.cn/cn/products/common/upload/2011/03/04/1347584v.jpg　　公司通过建立ZIGBEE（物联网）无线网络电能管理系统解决方案的工厂试点工程，对ANEZB无线ZIGBEE通讯模块的实际参数进行了验证。详细参数见表2。表2　ANEZB系列ZIGBEE通讯模块性能参数表参数备注系统容量 工作频段2.4GHz不同信道，不同ID可以组成不同的子网。无线信道16个网络ID数255个子网容量 ZIGBEE网络终端1个网络中有时需要牺牲一些ZIGBEE采集器只作中继路由，防止个别节点通信不上。ZIGBEE采集器≤30个表计容量≤254个条件穿透距离（单位：米）备注空旷无障碍地方传输距离1200 24cm厚砖墙，宽4米的房间16（3堵墙）[/t

[font=宋体]随着无线网络的迅速发展，互联网的发展极大地推进了企业的信息化管理进程。在大力建设规划有线网络的同时，企业也越来越重视[/font][url=http://www.bcent.cn/info/19.html]wifi无线网络[/url][font=宋体][font=宋体]在企业中的使用。与此同时，随着笔记本电脑的广泛应用和[/font][font=Calibri]WLAN[/font][font=宋体]客户端适配器商品价格的逐渐减少，越来越多的工作人员和客户有能力拥有无线网络客户端产品[/font][/font][font=宋体]。[/font][font=宋体]以上所有形式的实现都需要一个强大的无线网络，这首先需要一个强大的无线网络系统架构[/font][font=宋体]同时，无线网络的建设规划对稳定性、高性能、，系统的安全性、可扩展性和管理制度[/font][font=宋体]。[/font][font=宋体][font=Calibri]WLAN[/font][font=宋体]设计要求[/font][/font][font=宋体]为客户提供良好的系统解决方案，首先要准确了解系统应用的具体运营模式和实现运营模式所需的技术应用[/font][font=宋体]。[/font][font=宋体]根据对无线网络平台在企业信息化建设中的使用模式的综合分析，[/font][font=宋体]企业[/font][font=宋体]对无线网络平台的具体要求[/font][font=宋体]有哪些？[/font][font=宋体]1. [/font][font=宋体]数据信息保密性要求高，企业数据不可窃取[/font][font=宋体]。[/font][font=宋体]2. [/font][font=宋体]无线网络系统整体安全性要求高[/font][font=宋体]。[/font][font=宋体]3. [/font][font=宋体]手持终端网络带宽稳定性很高。根据工作人员办公需要，不存在互联网盲区[/font][font=宋体]。[/font][font=宋体]4. [/font][font=宋体]要求实现整个内部结构无线漫游，工作人员不应有网络中断或从一个区域到另一个区域的分组交换[/font][font=宋体]。[/font][font=宋体]5. [/font][font=宋体]多业务划分。如果客户也使用无线网络，则必须将其与内联网有效性隔离，并要求有效性限制客户网络的带宽占用[/font][font=宋体]。[/font][font=宋体][font=Calibri]WLAN[/font][font=宋体]设计原则[/font][/font][font=宋体][font=宋体]系统的室内覆盖应根据室内独立[/font][font=Calibri]AP[/font][font=宋体]放置覆盖，设计应遵循以下原则：[/font][/font][font=宋体][font=Calibri]1[/font][font=宋体]）室内独立[/font][font=Calibri]AP[/font][font=宋体]安装使用应构造简单，有利于网络工程实施，不影响目标建筑原有构造和装修[/font][/font][font=宋体]。[/font][font=宋体][font=Calibri]2[/font][font=宋体]）室内独立[/font][font=Calibri]AP[/font][font=宋体]安装使用方式应具备良好的兼容性和可扩展性，并应满足[/font][font=Calibri]3G[/font][font=宋体]、[/font][font=Calibri]WLAN[/font][font=宋体]等系统的连接要求[/font][/font][font=宋体]。[/font][font=宋体][font=Calibri]3[/font][font=宋体]）目标覆盖区域应避免过度转换和影响室外信号及其过度调整室外[/font][font=Calibri]AP[/font][font=宋体]布局[/font][/font][font=宋体]。[/font][font=宋体][font=Calibri]4[/font][font=宋体]）系统拓扑结构应易于扩展和组装，有利于后续更新改造，引进移动业务、增加[/font][font=Calibri]AP[/font][font=宋体]等[/font][/font][font=宋体]。[/font][font=宋体][font=Calibri]5[/font][font=宋体]）在满足[/font][font=Calibri]WLAN[/font][font=宋体]覆盖[/font][font=Calibri]/[/font][font=宋体]容量要求的前提下，合理选择[/font][font=Calibri]AP[/font][font=宋体]的安装使用位置，最小化[/font][font=Calibri]AP[/font][font=宋体]节点[/font][/font][font=宋体]。[/font][font=宋体][font=Calibri]6[/font][font=宋体]）[/font][font=Calibri]AP[/font][font=宋体]的安装使用位置应满足易于调整、维护和散热的需要，设备周边的间隙应满足设备的相关规范[/font][/font][font=宋体]。[/font][font=宋体][font=Calibri]7[/font][font=宋体]）[/font][font=Calibri]AP[/font][font=宋体]电源应选用当地[/font][font=Calibri]POE[/font][font=宋体]供电方式[/font][/font][font=宋体]。[/font][font=宋体][font=Calibri]8[/font][font=宋体]）针对覆盖面积小、电缆线传输困难的热门区域，应使用多个[/font][font=Calibri]AP[/font][font=宋体]直接覆盖热门区域。根据现场工作环境，[/font][font=Calibri]AP[/font][font=宋体]可挂置在外部或内置在天花板上。吊顶内的安装使用应满足检修需要。[/font][/font][font=Helvetica][color=#000000][font=Helvetica]深圳毕讯科技是一家高科技软件开发服务提供商和网络运营商，拥有先进的技术实力和专业人才，为客户提供专业的企业网站建设，网站制作，网站搭建，[/font]seo优化，网络推广，全网营销推广，竞价托管，平面设计，网站设计，LOGO设计，网络工程，弱电工程，机房建设等一站式服务，致力于为政府、企业、个人和网络供应商提供高技术含量的各类应用解决方案。[/color][/font][font=Helvetica][color=#000000]详情了解网络工程请点击：[/color][/font][url=http://www.bcent.cn/list/6.html][font=Helvetica][color=#333333]http://www.bcent.cn/list/6.html[/color][/font][/url][font=Helvetica][color=#000000][font=Helvetica]或联系我们：[/font]13725649330（微信同号）[/color][/font][font=宋体] [/font]