ZigBee无线传感器网络在电源电压监控系统中的应用

"基于ZigBee无线网络的电源电压监控系统通过无线传感器网络解决了传统电源监控系统的安装困难、布线复杂和维护不便等问题。本文介绍了ZigBee技术的工作原理以及如何设计实时监控系统。" ZigBee是一种短距离、低功耗的无线通信技术，广泛应用于物联网设备中，尤其适用于需要大规模部署传感器节点的场合。ZigBee协议栈包含了物理层、媒体访问控制（MAC）层、网络层和应用层，这些层共同协作，确保数据的有效传输和网络管理。 在ZigBee网络中，节点分为三种角色：协调器（Coordinator）、路由器（Router）和终端设备（End Device）。协调器负责初始化网络并管理其他节点，路由器提供数据路由服务，而终端设备通常仅与一个父节点通信，它们可能不具备路由功能。ZigBee网络能自动选择最佳路由路径，提高数据传输效率和网络可靠性。 针对电源电压监控系统的设计，采用了网状网络拓扑，这种拓扑允许节点之间有多条路径通信，增强了网络的容错性和稳定性。系统由路由器节点和终端节点构成，终端节点负责采集电源电压数据并通过ZigBee网络发送给路由器。 硬件设计上，终端节点包含采集和控制两个模块，使用DH1718G-4型直流稳压电源，并通过电阻分压将电压信号转换为适配CC2430芯片内置ADC的范围。保护模块包括继电器和蜂鸣器，前者用于过压保护，后者用于报警。在电路设计中，为了保护三极管，还在继电器驱动电路中加入了二极管以释放反向电动势。 软件设计方面，系统基于Z-Stack协议栈，该栈采用事件驱动的架构，支持低功耗模式。在事件发生时，系统唤醒处理中断，处理完毕后返回低功耗状态。多事件发生时，根据优先级顺序处理。Z-Stack的主要流程包括网络初始化、连接建立、数据传输和低功耗管理等步骤。 基于ZigBee的电源电压监控系统通过无线通信提高了系统的灵活性和可维护性，同时降低了安装成本。通过精心设计的硬件和软件，实现了高效、可靠的电源电压实时监控。