3.2 数据传输网络(ZigBee)

　　一般地,ZigBee网络中主要包括了网络协调器、全功能设备和精简功能设备。网络协调器包含所有的网络消息,是3种设备类型中最复杂的一种,存储容量最大、计算能力最强。发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节点间的路由消息、不断地接收信息。

　　全功能设备(FFD)，可以担任网络协调者，形成网络，让其它的FFD或是精简功能装置(RFD)连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输。

　　精简功能设备(RFD)，RFD只能传送信息给FFD或从RFD接收信息。低成本。

　　现场采集点收集热力站中各个分热力站中的数据,为降低功耗可只在现场采集点各处使用ZigBee系统中的RFD(简化功能设备)子节点,RFD通过ZigBee无线网络将数据以帧的形式传送给FFD(全功能设备)节点,最终将数据传送到远程的主控室PC,主控室对数据进行分析和处理后再将反馈信息传送回现场,从而实现了监控的信息化、自动化与实时性。

　　3.3 　数据中心部分

　　数据中心服务器专门为ZigBee终端提供网络连接服务，实现供热系统数据的实时采集，并通过SQL Server后台数据库存储和管理实时数据。服务中心软件采用面向对象方法设计，主要实现以下五项功能：

　　(1)数据采集功能。实时显示现场所有循环泵、补水泵和电动调节阀等运转设备运行状态以及换热机组一次、二次的温度、压力、压差和液位等参数，并且随时生成与打印换热机组运行参数报表，操作员可凭此诊断换热机组整体运行情况。

　　(2)查询和统计分析功能。显示参数的运行状况以及对历史数据、报警记录存储，管理人员可以据此比较、评判供热情况。

　　(3)异常报警功能。实时显示现场换热机组异常情况或报警，及时通知巡站人员现场解决，同时操作员可对出现的报警信息进行确认和管理。

　　(4)远程设置功能。发送设备运转指令(泵开关、电动调节阀开度和机组启停);远程设定现场设备的参数,为设备维护提供了十分便利的手段。

　　(5)系统管理功能。包括设备管理和用户管理等功能。当数据采集设备发生变更时,软件可实时更新仪表和无线传感网络节点信息，具有设备更新的自适应能力。用户管理模块包括操作权限管理和值班管理，保证了系统使用的安全性。

　　4 ZigBee数据传输协议

　　IEEE802.15.4满足国际标准组织(ISO)开放系统互连(OSI)参考模式。它定义了单一的MAC层和多样的物理层，如表1所示： ZigBee 概况 网络应用层 数据链路层 IEEE 802.15.4LLC 802.2LLC IEEE 802.15.4 MAC 868/915 PHY 2400 PHY 表1 IEEE802.15.4协议架构

　　IEEE802.15.4的MAC层能支持多种LLC标准，通过SSCS(Service-Specific Convergence Sublayer，业务相关的会聚子层)协议承载IEEE802.2 类型一的LLC 标准，同时允许其他LLC标准直接使用IEEE802.15.4的MAC层服务。 LLC子层的主要功能 IEEE 802.15.4的MAC协议主要功能 传输可靠性保障和控制数据

　　包的分段与重组。 设备间无线链路建立、维护和结束;确认模式的帧传送与接收;数据包的顺序传输;信道接入控制帧校验;预留时隙管理;广播信息管理。 表2 IEEE 802.15.4的LLC层和MAC层主要功能

　　5　系统应用

　　石家庄市某地区采用此集中供热数据采集系统。明显具有以下优点：一 覆盖范围大，易组成大网络，容易增加换热节点;二 通信速率高，实时性好，数据量大;三 通信稳定可靠，抗干扰能力强，几乎无障碍物阻隔的问题;五 建设成本低。由于采用ZigBee的无线公网平台，只需安装好设备就可以，不需要专门布线，前期投资少、见效快，后期升级、维护成本低;六 性价比高，按目前的收费标准，每个换热节点每2分钟上报一次数据，其运行费用为200元/供暖期左右，若以7~8分钟上报一次数据，费用为100元/供暖期左右;七 远程访问，远程控制。

　　6　 结束语

　　本集中供热数据采集系统充分利用了ZigBee无线传输网络可实时在线，时延小，能够同时实时收取、处理多个/所有监测点的各种数据，无需轮巡等特性。ZigBee通信速率高、覆盖面广、性价比高。很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。系统的应用不仅能更便利的对整个供热网络进行监测、控制管理、协调调度，而且充分发挥计算机实施集中监控和科学量化管理功能，实现供热运行的动态跟踪监视，实时诊断供热运行的隐患，使供热安全、正常和节能地运行。本系统的设计思路可以推广应用于电力行业，环保监测，城市供水调度监控，油田远程测控等领域。

　　参考文献

　　[1] IEEE802. 15. 4. WirelessMedium Access Control(MAC) and Physical Layer( PHY) Specification for Low Rate Wireless Personal Area Networks(LR-WPANs) [ S]. 2003.

　　[2]周怡颋,凌志浩,吴勤勤. ZigBee 无线通信技术及其应用探讨[J ] . 自动化仪表,2005(6) :5 - 9.

　　[3]原羿,苏鸿根. 基于ZigBee 技术的无线网络应用研究[J ] . 计算机应用与软件,2004 ,21 (6)

　　[4]周海瑞，戴冠中，叶芳宏，康军. ZigBee在温室监控系统中的应用，自动化仪表，2007(8)48-49

　　[5]顾瑞红, 张宏科. 基于ZigBee的无线网络技术及其应用[J]. 电子技术应用,

 2/2   首页 上一页 1 2