跟着全球规模内智能电网建造逐渐打开，作为智能电网用户的配电体系智能化办理也越来越重要。现在用户端配电办理体系都会考虑选用多种通讯技能混合组网的办法，以战胜现有技能固有的一些缺乏，其间工业以太网、GPRS及CDMA等作为长途通讯网络；无线短距离通讯、载波等作为短程通讯网络，即最终1公里内的通讯办法。ZigBee技能作为一种新式的短距离、低速率无线网络技能，是一种很好的短距离通讯办法。它有许多长处，比如低功耗、高可靠性，以及自组网功用等等，使它能在短距离通讯方面有着很大的开展空间。因而，根据ZigBee技能的无线主动抄表体系成为了一个热门。本文首要介绍一款ZigBee技能无线模块及根据ZigBee无线网络在工厂配电办理体系中的运用。
1. ZigBee技能的特色
ZigBee无线技能的特色是低耗电、低本钱、低数据速率、短距离、通讯可靠性高。它的网络拓扑首要支撑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体系可靠性。这使ZigBee技能在低耗电、低本钱、低数据速率、可靠性强的无线抄表体系中发挥巨大的效果。
现在，电能办理体系中运用的别的一些通讯办法如低压电力线载波（PLC），RS485有线通讯都存在各式各样的坏处。表1列出了ZigBee与其他通讯技能的比较，从表1中能够看出ZigBee技能优势比较显着。ZigBee技能是电能办理体系中一种十分抱负的通讯办法。它适用于一些短距离无线电能办理体系通讯办法的完成手法，例如写字楼、办公楼、宿舍楼、工厂等无线电能办理体系，特别适用于一些布线困难旧楼改造的能耗办理体系中。
表1 ZIGBEE与其他信技能的比较
2. ZigBee无线模块的规划
ZigBee无线模块是ZigBee无线配电办理体系中的首要组成部分，它在整个网络中担任通讯的联接效果，它担任把网络中所有电表的通讯衔接起来，便利各个电表把数据上传给主站（即电能办理中心）。
本文规划的ZigBee无线模块选用导轨式装置的装置办法，能够便利地装置在35mm的规范导轨上，这使模块能灵敏的装置在各类配电箱、配电柜中。其外观侧视图如图1所示。
图1 ZigBee模块侧视图
ZigBee无线模块分为两类，其间ZigBee信号转RS485信号的模块称为ZigBee收集模块，它担任和下面电表之间的通讯；而ZigBee信号转以太网信号的模块称为ZigBee网络终端，它是整个ZigBee网络的组网发起者，即ZigBee网络中的中心节点。ZigBee无线模块的技能参数如下：1）选用AC220V输入；2）作业频率规模为2.41GHz~2.48GHz，RF信道为16，接纳灵敏度为-94dbm，发射功率为-27dbm~25dbm；3）选用Mesh网状网，完成自组网的功用，寻址办法选用IEEE802.15.4/ZigBee规范地址，同一个中的网络容量最大为255个；4）能够装备无线网络的ID、网络通道，扩大网络的容量。
ZigBee无线模块的原理框图如图2所示，它首要由开关电源部分、ZigBee无线传输部分及接口转化部分组成。开关电源电路部分首要选用美国PI公司TOP221Y（TOPSwitch），运用反激式功率改换电路，把交流电源转化成直流电源；无线传输部分首要选用MC13213芯片，它是freescale第二代ZigBee芯片，内部带有MCU芯片和无线收发器；功率扩大器选用SKY65336，它最大能够支撑20dbm的功率扩大功用。
图2 ZigBee模块通讯图
3. 根据ZigBee配电办理体系的运用
ZigBee配电办理体系对进步电能运用功率、完成节能减排、下降生产本钱，为分布式动力的运用具有重要意义。对用电体系各个环节特别是要点耗能设备用电状况进行实时检测计量、数据收集、汇总剖析、纵横比较等，发现电能运用不合理之处，经过人工干预或主动操控的办法进行改善，优化用能设备，进步电能的运用功率。并且选用ZigBee无线网络的方法使整个用户端电能办理体系的规划愈加灵敏，愈加便利，不需要额定的铺设通讯电缆线，减少了人力本钱。别的也能够树立与智能家具的通讯，能够更便利地操控用电负荷，已达到低碳经济、节省性社会的效果。
图3为根据ZigBee配电办理体系体系框图，整个体系由一个ZigBee网络终端和若干个ZigBee收集器组成。ZigBee网络终端是整个ZigBee网络的和谐者（ZigBee中心节点），它是整个ZigBee网络的发起者，它还担任与配电办理中心的数据交互，首要选用以太网、GPRS或CDMA等远距离通讯办法。ZigBee收集器在ZigBee网络中起到收集数据和网络路由的效果，每个ZigBee收集器的485总线上最多能衔接32个表计。体系中所有表计和主站软件都是选用MODBUS-RTU通讯协议来通讯的。
图3 根据ZigBee的配电办理体系
现在，根据ZigBee无线网络配电办理体系在江苏江阴某外表制作企业施行运转。体系选用电能分项计量的准则，监测生产工艺中的各个流程以及工厂各个用电回路的用电状况，以报表或曲线的办法进行计算显现。整个ZigBee无线网络配电办理体系运用的无线模块为21个，运用的表计为82块。
图4 ZigBee无线网络通讯图
图4为ZigBee无线网络配电办理体系的通讯框图，它具体的列出了82块表计的类型及监
测的回路，其间首要监测的目标有各个开关柜、操控柜进出回路的用电状况，生产工艺中的各个工艺流程的用电状况，各条生产线用电状况，办公室的用电状况及各个空调回路的用电状况等等。经过这些计算剖析，让办理人员充沛了解整个工厂的用能状况，经过计算剖析找出不合理用能因数，提出合理整改意见和办法。
