物聯網（ZigBee）技術在能源管理係統中的應用

安科瑞電氣股份有限公司   嘉定   201801

摘  要：闡述了物聯網的概念，分析了物聯網的組成
，提出了基於ZigBee技術的能源管理係統設計方案，給出了物聯網能源管理係統的組成、特點及性能參數，描述了ZigBee數據通訊、互聯網技術實現遠程能源管理。係統運行結果表明運用物聯網技術的能源管理係統穩定可靠，從而達到了節能減耗的效果，最後展望了物聯網的應用價值和技術的發展前景
，並指出物聯網發展麵臨的困難。

關鍵詞：物聯網  ZigBee  無線  能源管理  網絡電力儀表

0 　引言

無所不在的物聯網通信時代即將來臨，物聯網被專家及多個國家認為是繼互聯網浪潮之後的又一次科技革命。不管是IBM提ti出chu的de智zhi慧hui地di球qiu
，還hai是shi溫wen家jia寶bao總zong理li在zai無wu錫xi提ti出chu的de感gan知zhi中zhong國guo，都dou意yi味wei著zhe物wu聯lian網wang將jiang是shi當dang下xia最zui熱re門men最zui具ju競jing爭zheng性xing的de產chan業ye。傳chuan統tong的de能neng源yuan管guan理li係xi統tong一yi般ban需xu要yao布bu設she現xian場chang總zong線xian，然ran後hou將jiang現xian場chang設she備bei連lian接jie到dao一yi台tai電dian腦nao進jin行xing數shu據ju處chu理li並bing向xiang用yong戶hu顯xian示shi界jie麵mian，當dang數shu據ju量liang較jiao大da時shi可ke能neng需xu要yao單dan獨du的de數shu據ju處chu理li服fu務wu器qi，而er如ru果guo需xu要yao實shi現xian跨kua地di區qu的de遠yuan程cheng管guan理li，更geng是shi需xu要yao在zai互hu聯lian網wang上shang架jia設she一yi台tai專zhuan門men的de服fu務wu器qi
，這zhe樣yang
，不bu僅jin需xu要yao投tou入ru服fu務wu器qi等deng網wang絡luo設she備bei以yi及ji開kai發fa相xiang應ying的de服fu務wu軟ruan件jian
，係xi統tong的de維wei護hu除chu現xian場chang級ji設she備bei和he總zong線xian鏈lian路lu外wai還hai需xu要yaoIT部bu門men的de管guan理li員yuan協xie助zhu維wei護hu服fu務wu器qi設she備bei，避bi免mian服fu務wu器qi故gu障zhang而er造zao成cheng損sun失shi。因yin此ci，將jiang物wu聯lian網wang技ji術shu引yin入ru到dao遠yuan程cheng能neng源yuan管guan理li係xi統tong中zhong來lai，底di層ceng運yun用yong無wu線xian傳chuan感gan網wang絡luo連lian接jie現xian場chang傳chuan感gan器qi及ji設she備bei，上shang層ceng使shi用yong互hu聯lian網wang技ji術shu服fu務wu
，消xiao除chu現xian場chang級ji布bu線xian的de煩fan惱nao，可ke以yi消xiao除chu網wang絡luo硬ying件jian的de投tou入ru及ji日ri常chang的deIT維護，同時可以輕鬆實現基於WEB服務的遠程管理。由於本文所述的能源管理係統采用安科瑞（Acrel）公司提供的平台及解決方案
，因此，在係統具體實現的設計均按照Acrel平台的要求，但這並不影響借鑒和參考此平台和解決方案來討論物聯網的構架、問題
，及前景。

1 　什麼是物聯網

1.1 物聯網的定義

目前國內對物聯網也還沒有一個統一的標準定義


，隻是在大體的技術框架上做了一個概念性的表述：通過射頻識別（RFID）
、傳感器
、全球定位係統
、激光掃描器等信息傳感設備
，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別
、定位
、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網就字麵意義上理解就是“物物相連的互聯網”。這有兩層意思：第一
，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；第di二er
，其qi用yong戶hu端duan延yan伸shen和he擴kuo展zhan到dao了le任ren何he物wu品pin與yu物wu品pin之zhi間jian，進jin行xing信xin息xi交jiao換huan和he通tong訊xun。從cong物wu聯lian網wang本ben質zhi上shang看kan，物wu聯lian網wang是shi現xian代dai信xin息xi技ji術shu發fa展zhan到dao一yi定ding階jie段duan後hou出chu現xian的de一yi種zhong聚ju合he性xing應ying用yong與yu技ji術shu提ti升sheng，將jiang各ge種zhong感gan知zhi技ji術shu
、xiandaiwangluojishuherengongzhinengyuzidonghuajishujuheyujichengyingyong

，shirenyuwuzhihuiduihua，chuangzaoyigezhihuideshijie。yinweiwulianwangjishudefazhanjihushejidaolexinxijishudefangfangmianmian，shiyizhongjuhexing、係統性的創新應用與發展

，也因此才被稱為是信息技術的第三次革命性創新。物聯網的本質概括起來主要體現在三個方麵：一是互聯網特征，即對需要聯網的物一定要能夠實現互聯互通的互聯網絡
；二是識別與通信特征，即納入物聯網的“物”一定要具備自動識別與物物通信的功能
；三是智能化特征，即網絡係統應具有自動化、自我反饋與智能控製的特點。

1.2 物聯網的組成

物聯網的結構主要由三大塊組成：

一
、包括各類傳感器、控製器等數據采集控製設備，及構成這些設備互聯的底層傳感網絡組成的設備感知層。感知層中的智能終端、智能傳感器、射頻識別，以及傳感網絡，組成了物聯網的底層基礎。

二、將底層傳感器數據傳輸到互聯網上的網絡層。網絡層運用各種接入技術：如以太網、GPRS、3G、Wi-Fi，甚至衛星通訊等
，最終接入互聯網。雲技術強大的存儲、查詢、計算能力，也都歸屬在這一層。

三、根據客戶自身需求，利用感知數據或狀態為用戶提供有效的特定服務的應用層。應用層是對感知數據的一種特定形式的呈現。

1.3 ZigBee技術的特點

   ZigBee協議基於IEEE 802.15.4標準，從2004年發布ZigBee V1．0到最新的增加了ZigBee-PRO擴展指令集的ZigBee2006版本，ZigBee功能不斷強大。ZigBee具備強大的設備聯網功能(見圖1)
，它支持3種主要的自組織無線網絡類型，即星型結構(Star)、網狀結構(Mesh)和樹型結構(Cluster Tree)，特別是網狀結構，具有很強的網絡健壯性和係統可靠性。與目前普遍應用的wi-Fi、Bluetooth等短距離無線通信技術相比較，ZigBee的特點主要有。