龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/0f14914052.html,
基于ZigBee技术的电量数据传输系统
作者：蒋志敏陈丽安丁明珠
来源：《物联网技术》2014年第01期
摘要：通过分析当前电量数据采集和传输的现状，针对设备电量数据采集及其与上位机
通信不便的问题，设计了一种基于ZigBee技术的电量数据传输系统，详细介绍了电量采集模块和ZigBee数据传输模块的软硬件设计方法。分析测试表明：该系统符合设计要求，可实现数据的无线传输，能解决布线困难环境下电量的采集和无线传输问题，具有良好的应用前景。
关键字：ZigBee技术；电量数据采集；电量数据传输
中图分类号：TN965 文献标志码：A 文章编号：2095-1302（2014）01-0037-04
0 引言
在电气试验中常常需要采集电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等电量数据进行分析处理，这些电量参数对电气设备有着至关重要的意义。目前，一般通过电量采集模块采集电量参数后显示在LCD上，然后人为记录数据或者通过有线的方式将数据传到上位机上。常规人为记录数据的方式不利于数据的分析和处理，而在设备较多和环境复杂的情况下通过有线传输数据的方式不便布线且成本较高[1-2]。针对上述缺陷，本文介绍了一种利用ZigBee无线技术完成电量实时传输到上位机的系统来解决这一问题。
ZigBee技术是近些年发展起来的一种无线通信技术，属于物联网技术的一种。其包括协
调器、汇聚节点、传感器节点三个部分[2]。ZigBee技术用于快速、安全、高效的无线传输数据。其传输数据具有低杂度、自组网、低功耗、低成本等优点，能用于电气试验中的电量数据传输。同时，由于ZigBee的自组网功能，可以用于一定区域内多台设备的信息交换，并能将数据通过无线网络传输到上位机进行分析。
本系统通过数据采集模块完成多台设备电量数据采集，并通过ZigBee模块将数据传输到上位机处理分析。系统根据所选ZigBee模块规格不同，可完成从几十米到几公里内的数据传输且成本较低。
1 系统总体设计方案
本系统用到的硬件设备有ZigBee（CC2530模块）、带SPI通信接口的电量采集模块、串口设备、PC机；软件工具有IAR Embedded Workbench、串口调试助手等。系统结构图如图1所示。
电量采集模块带SPI通信接口。该模块由电压电流信号采集模块、计量芯片、MCU模块、通信、模块、LCD显示模块、EEPROM等组成。