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2 ZigBee无线模块的设计[1]
ZigBee无线模块是ZigBee无线配电管理系统中的主要组成部分,它在整个网络中担当通信的衔接作用,它负责把网络中所有电表的通信连接起来,方便各个电表把数据上传给主站(即电能管理中心)。
本文设计的ZigBee无线模块采用导轨式安装的安装方式,可以方便地安装在35mm的标准导轨上,这使模块能灵活的安装在各类配电箱、配电柜中。其外观侧视图如图1所示。
图1ZigBee模块侧视图
ZigBee无线模块分为两类,其中ZigBee信号转RS485信号的模块称为ZigBee采集模块,它负责和下面电表之间的通信;而ZigBee信号转以太网信号的模块称为ZigBee网络终端,它是整个ZigBee网络的组网发起者,即ZigBee网络中的中心节点。ZigBee无线模块的技术参数如下:1)采用AC220V输入;2)工作频率范围为2.41GHz~2.48GHz,RF信道为16,接收灵敏度为-94dbm,发射功率为-27dbm~25dbm;3)采用Mesh网状网,实现自组网的功能,寻址方式采用IEEE802.15.4/ZigBee标准地址,同一个中的网络容量最大为255个;4)可以配置无线网络的ID、网络通道,扩充网络的容量。
ZigBee无线模块的原理框图如图2所示,它主要由开关电源部分、ZigBee无线传输部分及接口转换部分组成。开关电源电路部分主要采用美国PI公司TOP221Y(TOPSwitch),使用反激式功率变换电路,把交流电源转换成直流电源;无线传输部分主要采用MC13213芯片,它是freescale第二代ZigBee芯片,内部带有MCU芯片和无线收发器;功率放大器采用SKY65336,它最大可以支持20dbm的功率放大功能。
图2ZigBee通信模块
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