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關(guān)于zigbee項目測試的建議書
zigbee項目方案建議書
ZigBee集中抄表系統(tǒng)
(方案建議書)
華立儀表集團股份有限公司
HOLLEY METERING LTD.
一． ZigBee通信的簡單介紹
ZigBee又叫紫蜂技術(shù)，是一個由可多到65000個無線數(shù)傳模塊組成的一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺，十分類似現(xiàn)有的移動通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)，每一個Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊類似移動網(wǎng)絡(luò)的一個基站，在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，它們之間可以進(jìn)行相互通信；每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75米，到擴展后的幾百米，甚至幾公里。
ZigBee技術(shù)自誕生以來，已經(jīng)得到了長足的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域主要包括集中抄表（AMR）、工業(yè)控制、汽車自動化、家庭和樓宇自動化、醫(yī)用設(shè)備控制等。
ZigBee協(xié)議是開放的國際標(biāo)準(zhǔn)，因此任何國家、任何公司所提供的ZigBee產(chǎn)品都必須符合這一標(biāo)準(zhǔn)，并且ZigBee聯(lián)盟提供了完善而嚴(yán)格的測試平臺對這些產(chǎn)品進(jìn)行測試。這些措施保證了任何ZigBee產(chǎn)品都可以實現(xiàn)互連和互操作。這對于系統(tǒng)的安裝、維護(hù)和擴展都帶來了極大的方便。
二．ZigBee技術(shù)的主要特點：
面向無線傳感和工業(yè)控制應(yīng)用領(lǐng)域；
? 采用國際IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)和國際ZigBee聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)；
? 全球通用的免費使用許可證頻段ISM（2.4GHz）；
? 支持雙向通信（物理層通信速率250kbps，16通道/2.4GHz頻點）； ? 支持復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（星型/樹形/網(wǎng)狀/混合網(wǎng)）和強大網(wǎng)絡(luò)管理能力（網(wǎng)絡(luò)自動建立、修補、優(yōu)化路由），系統(tǒng)可擴展性和可伸縮性好；
? 支持?jǐn)?shù)據(jù)加密；
? 支持超低功耗（電池供電）；
三．華立ZigBee自動抄表系統(tǒng)的先進(jìn)性與獨特優(yōu)勢
1. 華立自動抄表系統(tǒng)采用的是國際領(lǐng)先的ZigBee無線抄表技術(shù)
華立ZigBee自動抄表技術(shù)是華立自己開發(fā)的有自己獨立知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。其穩(wěn)定性與成熟性已居世界前列。
華立是國內(nèi)儀器儀表行業(yè)第一家ZigBee國際會員（250多家成員公司，
包括Motorola，Ember，Ti-Chipcon，Philips、Siemens，Honeywell，Samsung，等），采用國際IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)和國際ZigBee聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)；
2. 華立ZigBee自動抄表系統(tǒng)頻段免費，運營成本極低
采用全球通用的免費使用許可證頻段ISM（2.4GHz），而且，支持超低功耗（電池供電），運營成本極低。
3. 華立ZigBee自動抄表系統(tǒng)通道的獨特性
1）高速特性：
ZigBee所具備的高速通信通信能力，可以很容易的滿足很多高實時性應(yīng)用需求；對于集抄領(lǐng)域而言，高速意味著可以在短時間內(nèi)獲得大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
2）保密特性：
支持雙向通信，載波偵聽/沖突避免（CSMA/CA）通信方式，支持?jǐn)?shù)據(jù)加密； 128位Advanced Encryption Standard（AES）數(shù)據(jù)加密；
3）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢：
支持復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星型，樹形，網(wǎng)狀，混合網(wǎng)絡(luò)；自動建立、修補、優(yōu)化路由。
4）抗干擾特性：
抗干擾性主要取決于兩個指標(biāo)：
調(diào)制方式：ZigBee采用的是O-QPSK調(diào)制方式，并使用了DSSS擴頻技術(shù)，因此抗干擾能力非常強，能夠在周圍的噪音之準(zhǔn)確無誤的識別數(shù)據(jù)信號；
同頻干擾：ZigBee的通信頻率達(dá)到2.4GHz，遠(yuǎn)離一般電器所能產(chǎn)生的頻率干擾, 另外ZigBee有16個信道且通過主站的1條切換信道控制命令很容易實現(xiàn)信道切換，極大地減少和避免了相鄰網(wǎng)絡(luò)的同頻干擾。
5）可升級特性：
ZigBee的可擴展性不僅表現(xiàn)在可以管理龐大的網(wǎng)絡(luò)，更主要表現(xiàn)在其接口的規(guī)范化、應(yīng)用領(lǐng)域的多元化、應(yīng)用層的用戶化。接口的規(guī)范化可以保證產(chǎn)品的延續(xù)性和繼承性；應(yīng)用領(lǐng)域的多元化可以保證產(chǎn)品對不同應(yīng)用需求的適應(yīng)能力；應(yīng)用層的用戶化為用戶提供了靈活的應(yīng)用接口，保證了個性化需求的實現(xiàn)。有了上述保證，用戶需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴展時，不需要對原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行任何更換或修改，新擴展的網(wǎng)絡(luò)就可以無縫的加入原網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到即插即用的擴展能力。
6）功能可擴展特性：
可實現(xiàn)任意時間間隔級別（分/時/日）的自動抄表的同時，實現(xiàn)遠(yuǎn)程送/斷/限電控制和網(wǎng)絡(luò)預(yù)付費。
4. 華立ZigBee自動抄表技術(shù)的創(chuàng)新點和優(yōu)勢
1）系統(tǒng)建設(shè)、維護(hù)和升級成本優(yōu)勢
? 無或極少布管線，安裝方便快捷，節(jié)點設(shè)置完畢即可遠(yuǎn)程主動登陸系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)建立速度快；
? 通信網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)環(huán)境和通信線路無關(guān)，系統(tǒng)維護(hù)成本低廉； ? 臺區(qū)內(nèi)單一節(jié)點出現(xiàn)故障不會引起其它節(jié)點正常通信；
? 系統(tǒng)支持子網(wǎng)分層和子網(wǎng)互連、可實現(xiàn)大規(guī)模組網(wǎng)，可跨臺區(qū)變壓器組網(wǎng)；
? 具有優(yōu)良的開放性，可根據(jù)相應(yīng)的接口和規(guī)約，做相應(yīng)的接入，并支持對后期產(chǎn)品的功能升級。
2）開放的國際標(biāo)準(zhǔn)
? 穩(wěn)定、可靠的通信協(xié)議；
? 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，可實現(xiàn)不同廠商產(chǎn)品的互換性和互操作性；
3）其它應(yīng)用優(yōu)勢
? 本地遠(yuǎn)距離高速抄表（ ZigBee掌機配合）；
? 超低功耗可應(yīng)用于水、氣、熱表領(lǐng)域，實現(xiàn)三表統(tǒng)一集抄；
四．ZigBee自動抄表方案介紹
以管理終端（集中器）為分析對象，可根據(jù)實際情況選擇其上、下行通道，以確定方案及設(shè)備的選購。
1. 下行通道：
單相居民表，可采用在各樓道表箱，或集中裝表區(qū)安裝一個485/ZigBee采集器，如圖一所示：485/ZigBee采集器與表計之間通過485進(jìn)行通訊，集中器下行通過ZigBee方式和采集器進(jìn)行通訊，每個采集器最大可掛16塊單相485表（可擴展掛32塊485表）。
2. 上行通道：
上行通道可按照用戶要求和實際情況進(jìn)行合理選擇。選擇如下：
當(dāng)安裝管理終端（集中器）的位置到供電局可通光纖或已有光纖，上行通道使用光纖通道，及在集中器配置以太網(wǎng)模塊。
優(yōu)勢：數(shù)據(jù)通信穩(wěn)定、傳輸數(shù)據(jù)速率快、一次性投入無后續(xù)通信費用； 劣勢：光纖鋪設(shè)費用相對較大。
當(dāng)安裝集中器位置到供電局無有線通道，可采用GPRS通道，及在集中器配置GPRS模塊，另外需要主站在現(xiàn)有專網(wǎng)內(nèi)或在主站端配備公網(wǎng)固定IP地址，并要申請相應(yīng)的移動SIM卡（開通GPRS功能）。
優(yōu)勢：集中器安裝位置靈活、數(shù)據(jù)通信較為穩(wěn)定、傳輸數(shù)據(jù)速率較快； 劣勢：運行過程中存在一定GPRS通信費用。
另外有采用手持掌機的方案，由抄表人員持掌機到現(xiàn)場，直接和采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并存儲到掌機里，在將掌機里的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到主站或直接導(dǎo)入到營銷系統(tǒng)中（需做接口）。
優(yōu)勢：如果直接導(dǎo)入到營銷系統(tǒng)中，可節(jié)省集中器及主站軟硬件費用、運行過程中無后續(xù)通信費用；
劣勢：無法對數(shù)據(jù)做適時監(jiān)控、需配備一定人工工作。
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