[发明专利]用于植物工厂的基本电力参数监测的Zigbee终端设备

权利要求书

1.一种用于植物工厂的基本电力参数监测的Zigbee终端设备，其特征在于所述Zigbee终端设备包括终端通信模块、控制模块、交流电能参数采集模块、直流电能参数采集模块，其中：

所述终端通信模块与控制模块相连，控制模块分别与交流电能参数采集模块、直流电能参数采集模块相连；

所述终端通信模块接收协调器传输过来的电力参数采集命令，并转发到控制模块当中，当接收到控制模块处理后的电力参数后，将电力参数发送到协调器当中；

所述控制模块根据从终端通信模块转发过来的电力参数采集命令生成电力参数采集信号，发送至交流电能参数采集模块、直流电能参数采集模块；当接受到交流电能参数采集模块、直流电能参数采集模块采集到的参数后，对数据进行处理后发送到终端通信模块当中；

所述交流电能参数采集模块接收到控制模块发送的电力参数采集信号后，对植物工厂光伏发电交流侧的电压有效值、电流有效值、功率因素、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能以及频率参数进行采集，将交流侧采集到的基本电力参数传输到控制模块当中；

所述直流电能参数采集模块接收到电力参数采集信号后，对植物工厂光伏发电直流侧的直流电压、直流电流、直流电能以及直流功率等参数进行采集，将直流侧采集到的基本电力参数传输到控制模块当中。

2.根据权利要求1所述的用于植物工厂的基本电力参数监测的Zigbee终端设备，其特征在于所述终端通信模块采用CC2530型号的Zigbee芯片，其通信步骤如下：

步骤S1:协调器发出的网络连接状态帧，并建立网络；

步骤S2:终端节点发出的信标请求帧，用于发现周围的网络，请求加入网络；

步骤S3:终端节点判断自己与协调器建立网络的信号强度，如果信号强度强，则加入该网络，进入步骤S4；如果信号强度弱，则拒绝加入网络，返回步骤S2；

步骤S4:协调器分配给终端网络地址；

步骤S5:终端根据IEEE802.15.4协议，开始进行任务轮询，进入报文交互阶段；

步骤S6:向控制模块发送电力参数采集命令，等待控制模块返回电力参数数据报文；

步骤S7:判断是否接收到电力参数数据报文，若没有接收到数据报文，则进入步骤S6；如果接收到数据报文，则直接进入步骤S8；

步骤S8:对接收到的数据起始帧进行判断，若检测不到起始帧则丢弃该报文；若检测到起始帧，则开始接收数据报文并进行检验位计算，若正确，则直接进入步骤S9，若错误，则报错并丢弃该报文；

步骤S9:判断数据报文是否有后续帧，若无后续帧，则直接进入步骤S11，若有后续帧，则继续接收后续数据报文，并对接收到的数据报文进行检验位计算，若正确，则直接进入步骤S10，若错误，则报错并丢弃该报文；

步骤S10:提取报文片段，并进行分帧传输确认位判断，若为终止帧，则直接进入步骤S11，若为中间帧，则返回步骤S9；

步骤S11:组合报文片段，并进行处理发送。

3.根据权利要求1所述的用于植物工厂的基本电力参数监测的Zigbee终端设备，其特征在于所述控制模块包括显示模块、报警模块以及单片机，其中：显示模块、报警模块分别与单片机相连；单片机负责转发电力参数采集命令以及处理电能参数采集模块采集到的参数；显示模块负责显示单片机处理后的电力参数；报警模块主要负责检测到信号异常时发出预警。

4.根据权利要求1所述的用于植物工厂的基本电力参数监测的Zigbee终端设备，其特征在于所述交流电能参数采集模块包括交流电压互感器、交流电流互感器、交流信号调理电路、交流电能计量芯片，其中：交流电压互感器、交流电流互感器连接交流信号调理电路，交流信号调理电路连接交流电能计量芯片；交流电压互感器、交流电流互感器负责将光伏发电交流测的大电压、大电流隔离转换为同频同相的小电压、小电流信号；交流信号调理电路负责对得到的小电压、小电流信号进行整形、滤波；交流电能计量芯片对处理后的信号进行A/D转换以及处理计算得到电压有效值、电流有效值、功率因素、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能以及频率电力参数。