基于ZigBee无线网络的电源电压监控系统

张 敏， 海博奇， 邹 鹏

（哈尔滨工业大学(威海)，山东 威海 264209）

0 引言

传统电源监控系统多采用有线连接方式。当监控节点较多时，就存在着安装困难、布线繁琐及维护不便等问题。采用基于ZigBee技术的无线传感器网络来组建这种电源监控系统，即可解决上述种种问题。现介绍ZigBee技术的工作原理及实时监控系统的设计。

ZigBee协议栈结构由物理层、MAC层、网络层和应用层组成。ZigBee标准规定，所有的ZigBee网络节点分为Coordinator、Route、End Device这3种类型。不论ZigBee网络采用何种拓扑方式，网络会自动按照ZigBee协议算法选择较好的路由路径作为数据传输通道，以提高通讯效率[1]。

1 监控系统设计

1.1 系统结构设计

基于ZigBee无线网络的电源电压监控系统框图如图1所示。

终端节点通过采集/保护模块采集电源设备0～30 V的电压数据，通过路由器节点发送给协调器节点，同时还要接收协调器的控制命令并作相应处理；路由器节点在系统中的主要任务是数据中转，确保协调器节点与终端节点间的数据交换正确，增加了ZigBee网络的覆盖范围；协调器节点一方面接收终端节点采集到的电源电压数据，并把该数据通过串口发送给上位机，另一方面接收上位机的命令信息，然后发送给对应的终端节点；上位机实现对监控设备状态信息的管理，包括系统配置、实时状态显示、节点控制、数据处理及数据查询等[2]。

1.2 网络拓扑选择

ZigBee网络具有3种拓扑形式：星形拓扑、树形拓扑、网状拓扑。文中设计的监控系统选择网状拓扑作为系统拓扑结构。……