基于ZigBee 自组网的智能感知生产控制系统设计

姚 冬，符传福，陈钦柱，胡 微

（1.海南电网有限责任公司电力科学研究院，海南海口 570311；2.海南鼎立信科技有限责任公司，海南海口 570311）

物联网技术通过先进的传感技术、通信技术，实现万物互联、智能感知[1-3]。ZigBee 技术是一种典型的无线通信技术，具有低速率、低功耗、低成本、短距离以及能够自组网的特点[4-7]，在智能家居、工业生产控制中广泛应用[8-10]。

充电基础设施的建设是保障电动汽车迅速发展与推广应用的基础。2020 年3 月，国家更是将充电设施建设作为七大“新基建”之一，积极推荐充电基础设施建设。充电站结合本地光能资源以及储能技术，构建光储充一体化充电站是实现清洁能源消纳、环境保护的新思路之一[11-12]。而光储充电站的智能控制与安全监测依赖于稳定的通信系统，因此，文中将ZigBee 技术应用于光储充电站，实现光储充电站的智能感知与协同控制[13-16]。

1 ZigBee技术

1.1 ZigBee协议栈的架构

ZigBee 协议栈的结构如图1 所示。其包括物理层、介质访问层、网络层与应用层。

图1 ZigBee协议栈的结构

物理层处于ZigBee 协议栈的最底层，是整个ZigBee 无线网络的核心基础，实现了无线网络信号的接收与发送，具备信道能量测量、网络服务质量检测、无线信道接入方式选择等功能。

介质访问层实现无线信道的接入控制，能够控制设备之间的通信状态。既能为设备之间建立可靠的通信链路，又能断开设备之间冗余或不稳定的通信链路。

网络层的主要作用是管理通信网络，具备发起构建通信网络、路由寻址及数据加密等功能[17]。……