ZIGBEE實(shí)際應(yīng)用方案與典型實(shí)際應(yīng)用

1、ZigBee技術(shù)及其在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中熱隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，樓宇自動(dòng)化工業(yè)在過去的十年中獲得了巨大的發(fā)展，遵循BACnet、LonTalk和EIB（EuropeanInstallationBus，歐洲設(shè)備安裝總線協(xié)議）這些標(biāo)準(zhǔn)化通信協(xié)議的樓控產(chǎn)品在行業(yè)中占據(jù)著主導(dǎo)地位。使用這些通信協(xié)議的樓宇自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)所采用的通信傳輸介質(zhì)（比如雙絞線、同軸電纜和光纜）通常都是有線的，無線通信技術(shù)有沒有可能在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域占有一席之地并得到廣泛應(yīng)用呢?和采用有線網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)的樓控產(chǎn)品相比較，無線解決方案最吸引人的地方是安裝布置的靈活性、低廉的安裝費(fèi)用和對(duì)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行重新布置時(shí)可移動(dòng)性

2、。盡管無線通信技術(shù)和有線相比較有明顯的優(yōu)勢(shì)，而且蜂窩無線移動(dòng)通信技術(shù)、無線局域網(wǎng)技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)在市場(chǎng)上獲得了巨大的成功，但無線通信技術(shù)在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用相對(duì)還是很少。這主要是因?yàn)槟壳皼]有一項(xiàng)無線通信技術(shù)適合在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域進(jìn)行廣泛的推廣，而且現(xiàn)有的一些針對(duì)樓控領(lǐng)域無線通信產(chǎn)品的價(jià)格偏高，導(dǎo)致無線通信技術(shù)在樓控領(lǐng)域的應(yīng)用停滯不前。隨著近年來人類在微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）、無線通信、數(shù)字電子方面取得的巨大成就，使得發(fā)展低成本、低功耗、小體積、短通信距離的多功能傳感器成為可能。近期所涌現(xiàn)出來的一項(xiàng)新的無線通信技術(shù)ZigBee技術(shù)將改變這種狀況。ZigBee技術(shù)產(chǎn)品以其低成本、低功耗、低傳輸速

3、率、優(yōu)秀的組網(wǎng)能力，被廣泛認(rèn)為將在未來的幾年中對(duì)樓宇自動(dòng)化工業(yè)產(chǎn)生重大的影響。無線通信技術(shù)在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)越性無線通信技術(shù)是利用電磁波在空氣中發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而無需線纜介質(zhì)。在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中采用無線通信技術(shù)是對(duì)系統(tǒng)有線組網(wǎng)方式的一種補(bǔ)充、擴(kuò)展甚至是替代。無線通信技術(shù)使得樓宇自動(dòng)化設(shè)備具有可移動(dòng)性，它能快速方便地解決使用有線方式所不易實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通問題。與有線傳輸方式相比較，在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中采用無線通信技術(shù)具有低廉的安裝費(fèi)用、靈活性和可移動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)，以下是對(duì)其的詳細(xì)闡述：（1）通常在智能建筑的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，施工周期最長、對(duì)周邊環(huán)境影響往往是綜合布線系統(tǒng)，采用無線通信技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)就是可

4、以免去樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)布線的大部分工作量。（2）在采用有線傳輸方式的樓宇自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安放位置通常受網(wǎng)絡(luò)信息點(diǎn)位置的限制。但是一旦無線網(wǎng)絡(luò)建成后，在無線網(wǎng)的信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)任何一個(gè)位置都可以接入網(wǎng)絡(luò)（3）由于有線網(wǎng)絡(luò)缺少靈活性，這就要求樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃者盡可能地考慮未來發(fā)展的需要，這往往需要預(yù)設(shè)大量利用率較低的信息點(diǎn)；而一旦網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展超出了設(shè)計(jì)規(guī)劃，則需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的布局進(jìn)行重新的考慮，而無線網(wǎng)絡(luò)可以避免或減少以上情況的發(fā)生。（4）假如對(duì)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)重新進(jìn)行改造，對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)，消除原有的舊系統(tǒng)和對(duì)新系統(tǒng)進(jìn)行新的布置將帶來龐大的工程費(fèi)用，而無線網(wǎng)絡(luò)則相反將會(huì)帶來巨大收益。無線通

5、信技術(shù)目前在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用所面臨的問題盡管在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中采用無線通信技術(shù)具有有線無可比擬的優(yōu)勢(shì)，但目前采用有線傳輸介質(zhì)的樓控產(chǎn)品仍然占據(jù)著絕對(duì)的主導(dǎo)地位，人們?cè)谶M(jìn)行樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，很少會(huì)考慮到采用無線通信技術(shù)。這主要是因?yàn)槟壳搬槍?duì)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的無線產(chǎn)品尚面臨著成本、可靠性、適用性和協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化等一系列問題。另外樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)屬于控制網(wǎng)絡(luò)的一種，控制網(wǎng)絡(luò)肩負(fù)的特殊任務(wù)和工作環(huán)境，使它具有許多不同于普通計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)?？刂凭W(wǎng)絡(luò)以具有通信能力的傳感器、執(zhí)行器控制器作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并將其連接成開放式、數(shù)字化、實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)通信，完成監(jiān)測(cè)控制任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。以下是控制網(wǎng)絡(luò)所需要具備的主要特點(diǎn)

6、：數(shù)據(jù)傳輸量相對(duì)較小；傳輸數(shù)率相對(duì)較低，多為短幀傳送；通信傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性強(qiáng)；抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。在選擇合適的應(yīng)用于樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的無線通信技術(shù)時(shí)，必須對(duì)以上的內(nèi)容進(jìn)行綜合考慮。目前無線通信技術(shù)在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用探討比較多的主要有無線局域網(wǎng)技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)和ZigBee技術(shù)。無線局域網(wǎng)技術(shù)（WLANWirelessLocalareanetwork）是一種借助無線通信技術(shù)取代以往有線布線方式構(gòu)成局域網(wǎng)的新手段，可提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。藍(lán)牙技術(shù)是一種短距離無線連接的無線技術(shù)，目的是取代現(xiàn)有的PC、打印機(jī)、傳真機(jī)和移動(dòng)電話等設(shè)備上的有線接口。無線局域網(wǎng)

7、技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)都不能夠完全具備適合在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的特點(diǎn)。ZigBee技術(shù)是建立在IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，美國電氣電子工程師學(xué)會(huì)）802.15.4基礎(chǔ)上的無線通信協(xié)議，它是一個(gè)短距離、低功耗協(xié)議，特別適合設(shè)計(jì)應(yīng)用在小型的建筑物自動(dòng)化設(shè)備中，比如溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置、燈光控制設(shè)備、環(huán)境傳感器等。ZigBee技術(shù)能夠在低功耗下提供短距離、低速的數(shù)據(jù)傳輸，使用普通干電池的ZigBee無線傳感器能夠持續(xù)運(yùn)行23年的時(shí)間。另外ZigBee技術(shù)優(yōu)秀的組網(wǎng)能力使得它和其他無線通信技術(shù)在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用相比尤其具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)

8、。ZigBee技術(shù)分析ZigBee技術(shù)是由一個(gè)企業(yè)之間的團(tuán)體ZigBee聯(lián)盟（ZigBeeAlliance）負(fù)責(zé)制定和推廣。ZigBee聯(lián)盟由霍尼韋爾（Honeywell）、英維思（Invensys）、三菱電氣（MitsubishiElectrie）、三星（Samsung）、摩托羅拉、飛利浦（Philips）和Ember七家國際著名公司作為發(fā)起方，截至到2004年11月該聯(lián)盟所參加的企業(yè)成員已經(jīng)超過100家，均為在行業(yè)中有重大影響的企業(yè)。ZigBee技術(shù)建立在IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)之上，IEEE802.15.4是一個(gè)支持低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸率的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，主要是設(shè)計(jì)用來進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與

9、控制的應(yīng)用。在2003年的5月，IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)得到了正式批準(zhǔn)。IEEE802.15.4是一個(gè)簡(jiǎn)單的但功能卻十分強(qiáng)大的數(shù)據(jù)包協(xié)議，它通過確認(rèn)、錯(cuò)誤檢測(cè)、區(qū)分優(yōu)先次序的通信、DSSS（DireetSequenceSpreadSpectrum直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，它具有改變頻率消除干擾的能力）和用戶選擇安全等級(jí)等技術(shù)來提供無線通信的高可靠性。IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)同樣只規(guī)定了開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型中的物理層和介質(zhì)訪問子層，其中物理層定義了三個(gè)許可的頻率波段，它們分別是2.4GHz（最高傳輸速率250kbps）、915MHz（最高傳輸速率40kbps）和868MHz（最高傳輸速率20k

10、bps）。ZigBee技術(shù)在IEEE802.15.4所定義的基礎(chǔ)上又增加了網(wǎng)絡(luò)層、安全層和應(yīng)用輪廓層（ApplicationProfiles）。ZigBee支持星型、網(wǎng)狀和樹簇狀的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中最多可以擁有65535個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址由ZigBee的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)（NetworkCoordinator）負(fù)責(zé)分配。另外每個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳輸范圍在30100m之間，而且傳輸?shù)木嚯x還可以通過使用功率放大器和多跳網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到延伸。ZigBee技術(shù)在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景，首先ZigBee技術(shù)是一項(xiàng)低成本、低功耗的無線解決方案，采用ZigBee技術(shù)的無線傳感器使用普

11、通的干電池即可工作23年的時(shí)間，而ZigBee芯片的價(jià)格將在12年時(shí)間內(nèi)降低到2美元左右；其次ZigBee技術(shù)支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這使得ZigBee網(wǎng)絡(luò)具有自組織、自修復(fù)的能力，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性；第三，ZigBee網(wǎng)絡(luò)支持?jǐn)?shù)量眾多的節(jié)點(diǎn)，這點(diǎn)對(duì)于大型的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中需要大量的傳感器和控制器的場(chǎng)合是非常重要的。ZigBee技術(shù)在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用前景根據(jù)美國著名的市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)ABIResearch1預(yù)測(cè)：內(nèi)建ZigBee無線裝置的產(chǎn)品將從2005年的100萬臺(tái)發(fā)展到2006年的8000萬臺(tái)ZigBee巨大的發(fā)展空間在于其技術(shù)上明顯的優(yōu)勢(shì)以及市場(chǎng)定位的明確。目前國際上樓宇自控方面專家基本上形成

12、了共識(shí)，無線通信技術(shù)在樓宇自動(dòng)化的應(yīng)用將不可阻擋2。無線網(wǎng)絡(luò)將不僅僅是對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)有益的補(bǔ)充、擴(kuò)充，而可能是替代作用。在使用ZigBee技術(shù)的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中，無線網(wǎng)絡(luò)的框架是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使用一定數(shù)量的ZigBee路由器節(jié)點(diǎn)即可覆蓋整個(gè)的建筑內(nèi)部區(qū)域，而且節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，系統(tǒng)將越可靠。另外由于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有自配置的功能，增加新的節(jié)點(diǎn)時(shí)或重新對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行布置時(shí)將十分方便。而無線網(wǎng)絡(luò)的邊緣是星型結(jié)構(gòu)，大量內(nèi)建ZigBee無線裝置的傳感器或者執(zhí)行器被接入網(wǎng)絡(luò)，這些傳感器使用普通的干電池就可以工作23年時(shí)間。盡管ZigBee技術(shù)有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，但其在樓宇自動(dòng)化的應(yīng)用還面臨著和BACnet、LonTalk以及

13、EIB這些主要采用有線網(wǎng)絡(luò)的國際化標(biāo)準(zhǔn)化通信協(xié)議相融合的問題，目前采用這些通信協(xié)議的樓控產(chǎn)品已經(jīng)十分成熟，而且在樓控領(lǐng)域占據(jù)著主導(dǎo)地位。ZigBee技術(shù)的融入比較簡(jiǎn)單的做法是在ZigBee網(wǎng)絡(luò)和這些異種網(wǎng)絡(luò)之間建立相關(guān)網(wǎng)關(guān)作為它們之間的橋梁，那么ZigBee將是這些有線網(wǎng)絡(luò)的有益補(bǔ)充，屆時(shí)整個(gè)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)將出現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)共存的局面，從而獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。更為完善的做法是在ZigBee技術(shù)的基礎(chǔ)上建立與BACnet、LonTalk通信協(xié)議相類似的適用于樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域的整套無線通信協(xié)議，這種情況下ZigBee將能夠和這些通信協(xié)議相并駕齊驅(qū)，并有可能最終替代這些主要采用有線網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議

14、。結(jié)論隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，智能建筑的數(shù)量將會(huì)越來越多，選擇適合中國國情的樓宇自動(dòng)化技術(shù)及產(chǎn)品是人們迫切需要關(guān)注的一個(gè)問題，但目前我國智能建筑中所使用的樓控系統(tǒng)及產(chǎn)品大多被國外的大公司所壟斷，ZigBee技術(shù)的出現(xiàn)將給我國開發(fā)自主的具有世界先進(jìn)水平的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)及產(chǎn)品提供一個(gè)嶄新的契機(jī)。參考文獻(xiàn)ABIResearch.ZigBeeand802.15.4WirelessNetworkMarketsEB/OL HYPERLINK http:/www.abire http:/www.abire/reports/ZIG.html，2004JeffWills.WillHVACControlgowir

15、eless.ASHRAEJournal,2004,(7)：46523飛思卡爾中國有限公司.飛思卡爾的802.15.4ZigBee輕松實(shí)現(xiàn)無線連接J.半導(dǎo)體技術(shù)，2004(7)：80814原羿，蘇鴻根.基于ZigBee技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究J.計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2004(6)：89915董春橋.BACnet原理與應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社，20036郭維鈞.我國智能建筑的最新發(fā)展J.傳感器世界.2004(7)：6137 HYPERLINK 熱八、ZigBee控制家庭網(wǎng)絡(luò)電燈開關(guān)的啟發(fā)有人要求發(fā)明者發(fā)明下一項(xiàng)重大技術(shù)，但我們實(shí)際上需要的是更好的電燈開關(guān)。想想普通的電燈開關(guān)是如何工作的:電燈本身可

16、能裝在天花板中央，但如果用戶想站在門口就能開燈，還得把線拉到門口。這都是上個(gè)世紀(jì)的事！如今，有了無線技術(shù)，用戶就可以使用用雙面膠就能貼在墻上的開關(guān)。這樣一來，如果用戶想把開關(guān)位置放低，以便坐在輪椅上的客人能夠得著，那么只要把它撕下來，往下移，再貼回到墻上即可。幾十年來，建筑物就有了有線控制網(wǎng)絡(luò);自馬可尼時(shí)代以來，電氣工程師們就一直試圖把有線網(wǎng)絡(luò)變成無線網(wǎng)絡(luò)。不過，直到1998年，現(xiàn)已解散的行業(yè)組織HomeRF工作組才開始設(shè)計(jì)可以使用可粘貼電燈開關(guān)這些裝置的一種系統(tǒng)。五六種現(xiàn)有的無線標(biāo)準(zhǔn)由于諸多原因并不勝任這項(xiàng)工作，于是研究人員開始設(shè)計(jì)新的標(biāo)準(zhǔn)。2000年，IEEE針對(duì)無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（WPAN）

17、啟動(dòng)了自己的項(xiàng)目：IEEE802.15.4。隨之獲得的標(biāo)準(zhǔn)就是ZigBee1.0，它于2003年發(fā)布，今年初得到了更新。這個(gè)名字通常會(huì)讓人想到蜜蜂引導(dǎo)同伴飛向鮮花的之字形舞這形象地描述了網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備尋找及聯(lián)系對(duì)方的方式。符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品預(yù)計(jì)會(huì)在一年內(nèi)進(jìn)入商店。與IEEE802.11知名度更高的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)一樣，ZigBee也是一項(xiàng)局域網(wǎng)技術(shù)，它可以為家庭提供無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。不過在其他方面，兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)各不相同。Wi-Fi耗用大量功率來提供大量的高速數(shù)據(jù)流，而ZigBee幾乎不耗用什么功率；Wi-Fi使用一個(gè)中央路由器來提供覆蓋服務(wù)，而ZigBee利用一起加入網(wǎng)絡(luò)的諸多小節(jié)點(diǎn)共同提供覆蓋服務(wù)。這完全與

18、兩者預(yù)期的應(yīng)用不同有關(guān)。ZigBee用來連接的是電燈開關(guān)，不是多媒體娛樂中心，所以雖然數(shù)據(jù)速率只有Wi-Fi的五分之一，照樣應(yīng)付得過去。而且在ZigBee中，一些節(jié)點(diǎn)會(huì)放在地板下方及其他難以觸及的地方，所以即使它們耗用的功率極小，也需要配備電池。一個(gè)ZigBee控制點(diǎn)使用兩節(jié)AA堿電池就可以用上好幾年。應(yīng)用的拓展ZigBee的發(fā)展前景絕不僅僅局限于電燈開關(guān)。能夠改造家居的傳感器技術(shù)問世已有數(shù)年。直到現(xiàn)在，業(yè)界缺少的只是一種可以使用這些技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行的方式。譬如說，用戶家窗戶和門上安置的傳感器能夠以無線方式每分鐘向中央安全控制器報(bào)告幾次“一切正?！钡那闆r直到幾年前，只有像博物館這些地方才可能享有這

19、種安全級(jí)別。每間房子里的傳感器能夠監(jiān)控有沒有人、溫度、濕度和光線亮度，然后把數(shù)據(jù)發(fā)送到暖通空調(diào)控制器?？刂破飨炔槊髂硞€(gè)房間里面有沒有人;只有查明有人后，才決定拉上還是放下遮光窗簾、打開還是關(guān)上調(diào)節(jié)氣門，或者全速還是減速啟動(dòng)暖通空調(diào)系統(tǒng)?？梢园牙锩嬗腥说姆块g維持在穩(wěn)定的舒適區(qū)。與此同時(shí)，家里的貓門會(huì)檢查你家寵物身上的射頻識(shí)別（RFID）標(biāo)記，讓小貓回到家里，而把小區(qū)的其他小動(dòng)物拒之門外。菜園里面的傳感器會(huì)不斷檢查土壤的濕度和濕度、光照強(qiáng)度以及空氣溫度，需要時(shí)就打開噴灑裝置。完成部分這些任務(wù)的控制系統(tǒng)在辦公大樓和工廠已存在了數(shù)年。大樓內(nèi)到處是線纜，把成本高昂的傳感器和中央服務(wù)器連接起來。不過，重新

20、為家居布線以實(shí)現(xiàn)這些功能是荒謬的想法施工人員得鉆孔、爬上閣樓或者在爬行空隙里鉆行。還往往要鑿開墻壁。布線工作完成后，還要開始大規(guī)模的表面修補(bǔ)工作。雖然線纜本身每米的成本只有0.33美元，但為控制網(wǎng)絡(luò)布線的工作量往往每平方米樓面面積就需要22美元。雖然為新房子構(gòu)建這種系統(tǒng)的成本只有舊房翻新的一半，但還是不便宜。一般的新房子需要大約300個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn);光結(jié)構(gòu)性布線每個(gè)房間就需要350美元左右。用戶可以使用房子現(xiàn)有的交流電線纜，從而設(shè)法避免安裝成本。有些系統(tǒng)就具有這種功能。不過，用戶只能夠得著連接有電氣系統(tǒng)的那些地方;只有這些地方離控制裝置非常近、防止電源線上的噪聲淹沒信號(hào)，才可以使用它們。在Zig

21、Bee網(wǎng)絡(luò)中，信號(hào)可以可靠地收到，不會(huì)受到難以預(yù)測(cè)的射頻傳播和吸收等變數(shù)的影響;甚至可以收到來自車庫窗戶和院子里的土壤傳感器等邊遠(yuǎn)位置的信號(hào)。ZigBee的優(yōu)點(diǎn)ZigBee節(jié)點(diǎn)是一種簡(jiǎn)單的東西。其核心是多信道無線電裝置和微控制器，它們都在一塊硅片上，裝在如同小指指甲大小的塑料封裝體里面。成品里面當(dāng)然不止ZigBee芯片。電燈開關(guān)等一些裝置只有觸發(fā)器和面板，而另一些裝置如恒溫器會(huì)有另外的繼電器、液晶顯示屏及其他元件。ZigBee網(wǎng)絡(luò)以自主方式組建而成，所以房主安裝了第二個(gè)設(shè)備后，它會(huì)尋找第一個(gè)設(shè)備，第一個(gè)設(shè)備可能是網(wǎng)絡(luò)的初始控制開關(guān)。第三個(gè)設(shè)備安裝后它會(huì)尋找頭兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中離自己比較近的那一個(gè)。默認(rèn)

22、情況下，第一個(gè)設(shè)備之后的所有設(shè)備必須通過驗(yàn)證，才被允許使用現(xiàn)有設(shè)備作為通信“骨干”來回轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)。圖1與硬幣大小相仿的ZigBee模塊驗(yàn)證過程可能只需要摁一下按鈕這么簡(jiǎn)單;但如果設(shè)備配有熒屏和鍵盤，可能比較復(fù)雜。實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)通常被配置成要求在添加設(shè)備之前獲得房主的許可;就是為了防止鄰居的電燈無意中加入網(wǎng)絡(luò)。設(shè)備添加完畢，網(wǎng)絡(luò)就可以獨(dú)立詢問這是什么設(shè)備、它能提供什么服務(wù)。構(gòu)建自己的ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以自行構(gòu)建ZigBee網(wǎng)絡(luò)嗎？這取決于你的動(dòng)手能力有多強(qiáng)。要添加即撕即貼的電燈開關(guān)，只要用具有ZigBee功能的開關(guān)換下原來墻上的開關(guān)，然后往墻上貼一個(gè)即撕即貼的開關(guān)控制器。只要使用一把螺絲刀，就很容易

23、把原來墻上的有線開關(guān)升級(jí)成ZigBee開關(guān)（記住首先切掉電源）。接下來，你讓兩者“相互認(rèn)識(shí)”:摁一下一個(gè)開關(guān)上的按鈕，然后迅速摁一下另一個(gè)開關(guān)上的相應(yīng)按鈕。從這一刻起，兩個(gè)開關(guān)就可以協(xié)同工作了（最后會(huì)有本身使用ZigBee的照明裝置，但最初通過替換方式來實(shí)現(xiàn)。）不過，如果你想安裝在家里的窗戶和戶外門上安裝具有ZigBee功能的新鎖閂，恐怕需要請(qǐng)來鎖匠。ZigBee本來就是用來在大部分時(shí)間處于睡眠狀態(tài)的設(shè)備之間不太頻繁地傳送簡(jiǎn)短信號(hào)。理論上的最大數(shù)據(jù)速率只有每秒250千比特，不過仍非?？?，足以盡量縮短傳送器或者接收器的“工作”時(shí)間;兩個(gè)設(shè)備之間的典型通話一般只用幾毫秒，這樣傳送器可以迅速回到睡眠

24、狀態(tài)。ZigBee使用的頻段與Wi-Fi一樣，開發(fā)者當(dāng)中有許多是曾開發(fā)其他標(biāo)準(zhǔn)（譬如針對(duì)Wi-Fi的802.11和針對(duì)WiMax的802.12）的同一批人。有許多免執(zhí)照的頻譜可以使用，諸多802標(biāo)準(zhǔn)利用了大部分這些頻譜，其他許多技術(shù)也一樣。雖然成本效益是ZigBee的設(shè)計(jì)師考慮的重要因素，但穩(wěn)健性、可靠性及在嘈雜的射頻環(huán)境中具有抗干擾性同樣很重要。圖2ZigBee熱點(diǎn)模塊為這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)無線電部分的人員當(dāng)初尋求最穩(wěn)健的調(diào)制方法，最后選擇了正交相移鍵控（QuadraturePSK）方法：在過去的二十年，美國宇航局就使用同樣這項(xiàng)技術(shù)，與“航海者號(hào)”和“伽利略號(hào)”太空飛船及火星探測(cè)車進(jìn)行聯(lián)系。這項(xiàng)技術(shù)

25、基于相移鍵控（PSK）調(diào)制方法：無線電波正常振蕩的波峰和波谷突然跳過了半個(gè)周期，因而會(huì)在預(yù)計(jì)出現(xiàn)波谷的時(shí)候出現(xiàn)波峰?！安贿B續(xù)的相位跳躍”的方向表明了收到1或者0，這一不連續(xù)性極其明顯，在不適宜居住的環(huán)境也能檢測(cè)到。正交相移鍵控則更進(jìn)一步。它可以傳送兩個(gè)比特的信息：00、01、10或者11，從而可以在同一時(shí)間內(nèi)收到多一倍的信息，而不是每次相位轉(zhuǎn)變傳送一個(gè)1或者一個(gè)0。正交相移鍵控法具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，不過作為一種調(diào)制方法，它很少應(yīng)用于成本低廉的系統(tǒng)，原因是它非常復(fù)雜，而且成本很高。的確，正因?yàn)樯漕l硅技術(shù)在過去十年取得了進(jìn)步，才讓它得以適用于消費(fèi)者系統(tǒng)。ZigBee協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備進(jìn)行命名采用了64

26、位方法這完全足夠?yàn)榧又莺┥系拿苛Ｉ匙淤x予一個(gè)惟一的地址。一旦設(shè)備安裝完畢，地址就被映射成本地16位網(wǎng)絡(luò)地址，那樣ZigBee網(wǎng)絡(luò)擁有的活動(dòng)設(shè)備可以超過64000個(gè)。即使在有上千個(gè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)中，它們都同時(shí)連接到網(wǎng)絡(luò)上，大多數(shù)設(shè)備上的傳感器也會(huì)在大部分時(shí)候處于睡眠狀態(tài)，只是在報(bào)告或者表明事件時(shí)才醒來。底層的分組無線技術(shù)確保了等待傳送的信號(hào)被成功接收，不管信道有多忙碌。因?yàn)閆igBee無線電裝置檢查信道每秒可超過一千次，所以它能夠避開Wi-Fi、無繩電話和微波爐引起的帶寬擁塞。一旦它發(fā)送了數(shù)據(jù)包，就會(huì)回到睡眠狀態(tài)。與有線和無線網(wǎng)絡(luò)中的許多現(xiàn)有系統(tǒng)不同，ZigBee開始就旨在能夠防御黑客及其他威脅一

27、一無論來自鄰居家好奇的少年，還是在街上開著車、瞅準(zhǔn)未加保護(hù)的房子試圖撬開電子鎖的小偷。這項(xiàng)IEEE標(biāo)準(zhǔn)使用了高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)，這是一種久經(jīng)考驗(yàn)的公鑰加密方法。這種方法利用了商業(yè)廠商提供的成熟的安全密鑰分發(fā)和管理解決方案，這些廠商會(huì)添加一整套安全功能。這項(xiàng)技術(shù)不僅僅通過網(wǎng)絡(luò)安全傳送密鑰，還可以讓房主或者可信的廠商登錄到網(wǎng)絡(luò)上、添加新的傳感器，以及更新網(wǎng)絡(luò)的軟件。ZigBee無線電裝置和處理器要取得成功，必須尺寸小、功耗低，但單單做到這點(diǎn)還不夠。與其他網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)一樣，它們必須與符合這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的其他設(shè)備兼容。不然，ZigBee永遠(yuǎn)得不到廣泛使用，那樣制造廠商也就無法獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì)。所以，行業(yè)組織ZigBee聯(lián)

28、盟希望提出標(biāo)準(zhǔn)遵從方面的要求及射頻兼容性方面的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法就像IEEE802.11有Wi-Fi聯(lián)盟、802.16有WiMax論壇那樣。廣闊的應(yīng)用前景非營利組織ZigBee聯(lián)盟由當(dāng)初開發(fā)基本IEEE標(biāo)準(zhǔn)的同一批人在2002年組建而成，現(xiàn)在它有大約200家成員公司，其中包括傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)生產(chǎn)商（如霍尼韋爾、約翰遜控制公司和西門子）、新的控制系統(tǒng)公司（鹽湖城的Control4Corp.）、針對(duì)特定行業(yè)的公司（丹麥的暖通空調(diào)制造商DanfossGroupGlobal和瑞典的鎖具生產(chǎn)商亞薩合萊）、專門從事ZigBee的新興公司（澳大利亞的DaintreeNetworks、韓國的OrangeLogic和西

29、雅圖附近的SanJuanSoftware）以及半導(dǎo)體公司（飛思卡爾半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體和德州儀器）。符合標(biāo)準(zhǔn)的無線電發(fā)送器的零售價(jià)在迅速接近1美元，而無線電裝置/應(yīng)用處理器/內(nèi)存在同一個(gè)封裝體里面的產(chǎn)品目前約為3美元。隨著產(chǎn)量增加，這一價(jià)格會(huì)不斷下滑。ZigBee并不是家庭控制網(wǎng)絡(luò)的惟一選擇，但諸多替代方案在某個(gè)方面遠(yuǎn)不如它。X10也許是最常使用的替代方案，但它主要作為基于有線的一項(xiàng)技術(shù)，無線功能有限，用于識(shí)別每個(gè)對(duì)象的可分配的地址數(shù)量也很少一這一缺點(diǎn)通常把X10網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模限制在16個(gè)設(shè)備。還有藍(lán)牙，這項(xiàng)越來越流行的短距離無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)改造后可以在典型的居民環(huán)境支持上百個(gè)設(shè)備，至少從理論上來說是

30、這樣。遺憾的是，它根本無法支持由電池供電的小設(shè)備長年使用，所以使用藍(lán)牙用于家庭控制所需的改動(dòng)其實(shí)相當(dāng)于設(shè)計(jì)一項(xiàng)全新的無線電技術(shù)。藍(lán)牙還存在與X10同樣的缺點(diǎn)：地址空間有限一一實(shí)際上，可用于家庭控制的各種現(xiàn)有無線技術(shù)都有這個(gè)局限性。所以在藍(lán)牙家庭網(wǎng)絡(luò)上，設(shè)備只好不斷地退出網(wǎng)絡(luò)、重新加入，從而導(dǎo)致打開電燈開關(guān)與電燈發(fā)亮之間有幾秒鐘延遲。第一批ZigBee產(chǎn)品預(yù)計(jì)會(huì)在明年出現(xiàn)在電子產(chǎn)品商店和家居裝修中心。據(jù)估計(jì)，即撕即貼的電燈開關(guān)用于控制開關(guān)裝置的售價(jià)大約20美元，用于可粘貼控制開關(guān)裝置的售價(jià)大約15美元。眼下，這比基于X10技術(shù)的同類裝置要便宜5美元左右便宜了不少，但相差幅度還不是很大。不過，由于

31、規(guī)模經(jīng)濟(jì)及諸多廠商之間的競(jìng)爭(zhēng)，這些價(jià)格會(huì)很快降下來。而ZigBee裝置的功能會(huì)比替代裝置多得多。譬如說，能注意到有人走進(jìn)房間的運(yùn)動(dòng)傳感器可以啟動(dòng)空調(diào)，打開電燈，不管這兩個(gè)設(shè)備是由哪兩家廠商生產(chǎn)的。同樣，煙霧探測(cè)器能夠打開電燈，關(guān)閉空氣處理機(jī)組，從而增加從著火大樓逃生的機(jī)率。直到現(xiàn)在，這類集成的家庭控制系統(tǒng)不是很難實(shí)現(xiàn)，就是成本高昂，要么就是兼而有之。ZigBee技術(shù)會(huì)改變像家庭安全市場(chǎng)這些市場(chǎng)嗎？直到現(xiàn)在，家庭安全市場(chǎng)還是依靠專有、獨(dú)立的系統(tǒng)。專業(yè)安全人士很快就能夠選擇亞薩合萊的鎖閂、西門子的報(bào)警器或者霍尼韋爾的控制器嗎？這很難說，但ZigBee至少讓這完全成為可能。雖然我們主要討論了ZigB

32、ee在家庭的應(yīng)用，但這項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)具備商業(yè)和行業(yè)用戶同樣所需的穩(wěn)健性。這類用戶可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，只要通過更準(zhǔn)確地控制暖通空調(diào)系統(tǒng)來降低能源成本，ZigBee可以收到明顯的投資回報(bào)，這比安裝新的有線網(wǎng)絡(luò)的成本低得多。圖3通過ZigBee控制玩具汽車不過，商業(yè)和行業(yè)客戶需要一段時(shí)間才會(huì)采用ZigBee系統(tǒng)。因?yàn)槠髽I(yè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)有成千上萬個(gè)節(jié)點(diǎn)，它們的系統(tǒng)將由專業(yè)人員來規(guī)劃、安裝及維護(hù)，就像計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由專業(yè)的信息技術(shù)人員來安裝及運(yùn)行。所以，ZigBee可能會(huì)先進(jìn)入家庭，普通的房主、鎖匠或者管道工都能安裝其產(chǎn)品。最終，你在外出時(shí)，家里的ZigBee網(wǎng)絡(luò)能與你通話：通過連接到你家的互聯(lián)網(wǎng)線路，或者通過向你的手機(jī)發(fā)送短

33、消息。如果你在外出時(shí)冷空氣襲來，爬行空隙里面具有ZigBee功能的水管傳感器可以把情況告訴你；你有可能把鑰匙留給了隔壁鄰居，到時(shí)就可以打電話過去，讓鄰居把你家的溫度調(diào)高一檔，免得家里的管道凍壞。手機(jī)本身也將內(nèi)置有ZigBee技術(shù)，這樣你人在家里時(shí)或者走到外面院子時(shí)，可以直接與你家聯(lián)系，使用手機(jī)作為靈活、功能強(qiáng)大的遙控器。具有ZigBee功能的家庭將減少取暖和空調(diào)費(fèi)用，同時(shí)會(huì)變得更安全、更舒適，而這絕非小事。Zigbee在家庭遠(yuǎn)程遙控管理系統(tǒng)中的應(yīng)用熱薦隨著信息數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,越來越多的“智能家電”進(jìn)入家庭,怎樣有效地管理這些智能電器,尤其是當(dāng)人們出門在外時(shí)如何及時(shí)高效地管理這些設(shè)備的問題擺在了

34、我們面前。家庭遠(yuǎn)程遙控管理的功能家庭遠(yuǎn)程遙控管理是指人們出門在外的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭狀況的監(jiān)督、管理、設(shè)備操作等,要求具有易操作性、穩(wěn)定性、可靠性和安全性。具體功能為:智能家電設(shè)備操作以及狀態(tài)反饋1如電視、空調(diào)、計(jì)算機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)、電炊具、照明電器、電控門窗等。安全監(jiān)控1如偵測(cè)入室偷盜并錄像、火災(zāi)、煤氣泄漏等。緊急求助1如向小區(qū)物業(yè)管理部門、出門在外的家庭成員求救,甚至報(bào)警等。自動(dòng)抄表1如煤氣表、水表、電表等。家庭遠(yuǎn)程遙控管理系統(tǒng)的組成系統(tǒng)組成如圖1所示，由控制中心、被控智能電器、各種偵測(cè)P監(jiān)控設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)組成1基本工作原理如下:圖1家庭遠(yuǎn)程遙慚縱惠嘶融23.Co.遙控者通過電話網(wǎng)P互聯(lián)網(wǎng)與

35、控制中心相連，并對(duì)之進(jìn)行操控1可以使用手機(jī)或座機(jī)通過電話線路實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，雖然比較繁瑣，但能夠借助鍵盤按鍵和提示語音一步一步進(jìn)行操作。目前已經(jīng)進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，當(dāng)然可以通過控制中心的嵌入式Web服務(wù)器，使用手機(jī)P個(gè)人計(jì)算機(jī)以非常直觀的瀏覽器方式實(shí)現(xiàn)操控。*MAC圖2控制中堿丞耕辭123.仙控制中心接受遠(yuǎn)程遙控者的命令，并且轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)對(duì)各種智能電器、各種偵測(cè)P監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行操作，如圖2所示IZigbee無線H拍？植涸鶚蕕奈尷吟輾？主要包括模擬接受器P模擬發(fā)射器和數(shù)字接受器兩部分，前者提供數(shù)據(jù)通信的空中接口，后者主要提供鏈路的物理信道和數(shù)據(jù)分組?；鵄RM7的微控制器負(fù)責(zé)鏈路管理與控制，執(zhí)行基帶通信

36、協(xié)議和相關(guān)的處理過程，另外通過網(wǎng)絡(luò)控制器連接互聯(lián)網(wǎng)，用戶可通過瀏覽器和家庭遙控管理系統(tǒng)進(jìn)行交互。已經(jīng)有數(shù)家公司(如飛思卡爾、CHIPCON)推出單芯片Zigbee解決方案，并提供相應(yīng)軟件工具，使得Zigbee無線開發(fā)相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)1另外也有很多文章介紹了嵌入式Web服務(wù)器的開發(fā)，在此不再贅述。無線網(wǎng)絡(luò)1基于ARM的嵌入式控制中心以及各種被控設(shè)備目前相對(duì)來說都是比較成熟的技術(shù)，但此處所使用的無線網(wǎng)絡(luò)是選用近幾年剛剛興起的一種技術(shù)igbee。Zigbee技術(shù)ZigBee是一種新興的易組建、低功耗、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)但傳輸數(shù)據(jù)速率較低1它依據(jù)80211514標(biāo)準(zhǔn)，可以在數(shù)以千計(jì)的微小的傳感器之間實(shí)現(xiàn)

37、通信，這些傳感器以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器所以它們的通信效率非常高1。主要技術(shù)特點(diǎn)如下：低功耗1發(fā)射功率為1mW,在待機(jī)模式下,兩節(jié)普通5號(hào)干電池可使用6個(gè)月到2年,對(duì)于供電條件受限的環(huán)境,這是一個(gè)非常有力的優(yōu)勢(shì)2。低成本1不僅Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊在人民幣1000元以下,并且,主要使用的網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)的價(jià)格有望降到人民幣100元以下,尤為重要的是,一旦組建好網(wǎng)絡(luò),無須繳納網(wǎng)絡(luò)通訊費(fèi),可為投資者節(jié)省大量資金1另外對(duì)嵌入式系統(tǒng)的CPU和存儲(chǔ)器的要求也非常低。網(wǎng)絡(luò)容量大1一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)可以容納最多65536個(gè)從設(shè)備和一個(gè)主設(shè)備,一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在最多100個(gè)

38、Zigbee網(wǎng)絡(luò)2。數(shù)據(jù)傳輸速率.室內(nèi)：10m速率250kbps;室外:3075m速率40kbps,300m速率20kbps.較低的數(shù)據(jù)傳輸速率可以說是Zigbee最大的弱項(xiàng),只有在室內(nèi)可以勉強(qiáng)傳輸視頻信號(hào)1.另外具有高可靠性、良好的安全性和兼容性.Zigbee技術(shù)作為近幾年發(fā)展很快的無線傳輸技術(shù),在國內(nèi)也受到越來越多的關(guān)注,以其卓越的特點(diǎn),組建局部無線自動(dòng)化控制網(wǎng),再通過互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)網(wǎng)與遠(yuǎn)端的計(jì)算機(jī)相連,作為互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)盲區(qū)的補(bǔ)充,從而實(shí)現(xiàn)低成本,高效率的自動(dòng)化遙測(cè)遙控,在工業(yè)、民用領(lǐng)域?qū)?huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn):1顧瑞紅，張宏科1基于ZigBee的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用J1電子技術(shù)應(yīng)

39、用,2005,(6):-312韓旭東，張春業(yè)，李鵬1傳感器無線互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)現(xiàn)J1電子技術(shù)應(yīng)用,2004,(11):44-461Zigbee在家庭遠(yuǎn)程遙控管理系統(tǒng)中的應(yīng)用熱薦隨著信息數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,越來越多的“智能家電”進(jìn)入家庭,怎樣有效地管理這些智能電器,尤其是當(dāng)人們出門在外時(shí)如何及時(shí)高效地管理這些設(shè)備的問題擺在了我們面前。1家庭遠(yuǎn)程遙控管理的功能家庭遠(yuǎn)程遙控管理是指人們出門在外的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭狀況的監(jiān)督、管理、設(shè)備操作等,要求具有易操作性、穩(wěn)定性、可靠性和安全性。具體功能為:智能家電設(shè)備操作以及狀態(tài)反饋1如電視、空調(diào)、計(jì)算機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)、電炊具、照明電器、電控門窗等。安全監(jiān)控1如偵測(cè)入室

40、偷盜并錄像、火災(zāi)、煤氣泄漏等。緊急求助1如向小區(qū)物業(yè)管理部門、出門在外的家庭成員求救,甚至報(bào)警等。自動(dòng)抄表1如煤氣表、水表、電表等。家庭遠(yuǎn)程遙控管理系統(tǒng)的組成系統(tǒng)組成如圖1所示，由控制中心、被控智能電器、各種偵測(cè)P監(jiān)控設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)組成1基本工作原理如下:電情用疽聯(lián)馬圖1家庭遠(yuǎn)程遙聯(lián)縱惠嘶摘123.(；(1)遙控者通過電話網(wǎng)P互聯(lián)網(wǎng)與控制中心相連，并對(duì)之進(jìn)行操控1可以使用手機(jī)或座機(jī)通過電話線路實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，雖然比較繁瑣，但能夠借助鍵盤按鍵和提示語音一步一步進(jìn)行操作。目前已經(jīng)進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，當(dāng)然可以通過控制中心的嵌入式Web服務(wù)器，使用手機(jī)P個(gè)人計(jì)算機(jī)以非常直觀的瀏覽器方式實(shí)現(xiàn)操控。MAC磯控制

41、中堿丞鞠盟123.(2)控制中心接受遠(yuǎn)程遙控者的命令，并且轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)對(duì)各種智能電器、各種偵測(cè)P監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行操作，如圖2所示IZigbee無線H拍？植涸鶚蕕奈尷吟輾？主要包括模擬接受器P模擬發(fā)射器和數(shù)字接受器兩部分，前者提供數(shù)據(jù)通信的空中接口，后者主要提供鏈路的物理信道和數(shù)據(jù)分組?；鵄RM7的微控制器負(fù)責(zé)鏈路管理與控制，執(zhí)行基帶通信協(xié)議和相關(guān)的處理過程，另外通過網(wǎng)絡(luò)控制器連接互聯(lián)網(wǎng)，用戶可通過瀏覽器和家庭遙控管理系統(tǒng)進(jìn)行交互。已經(jīng)有數(shù)家公司(如飛思卡爾、CHIPCON)推出單芯片Zigbee解決方案，并提供相應(yīng)軟件工具，使得Zigbee無線開發(fā)相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)1另外也有很多文章介紹了嵌入式Web

42、服務(wù)器的開發(fā)，在此不再贅述。無線網(wǎng)絡(luò)1基于ARM的嵌入式控制中心以及各種被控設(shè)備目前相對(duì)來說都是比較成熟的技術(shù)，但此處所使用的無線網(wǎng)絡(luò)是選用近幾年剛剛興起的一種技術(shù)igbee。Zigbee技術(shù)ZigBee是一種新興的易組建、低功耗、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)但傳輸數(shù)據(jù)速率較低1它依據(jù)80211514標(biāo)準(zhǔn)，可以在數(shù)以千計(jì)的微小的傳感器之間實(shí)現(xiàn)通信，這些傳感器以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器所以它們的通信效率非常高1主要技術(shù)特點(diǎn)如下:(1)低功耗1發(fā)射功率為1mW,在待機(jī)模式下,兩節(jié)普通5號(hào)干電池可使用6個(gè)月到2年,對(duì)于供電條件受限的環(huán)境,這是一個(gè)非常有力的優(yōu)勢(shì)2。(2)低成本

43、1不僅Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊在人民幣1000元以下,并且,主要使用的網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)的價(jià)格有望降到人民幣100元以下,尤為重要的是,一旦組建好網(wǎng)絡(luò),無須繳納網(wǎng)絡(luò)通訊費(fèi),可為投資者節(jié)省大量資金1另外對(duì)嵌入式系統(tǒng)的CPU和存儲(chǔ)器的要求也非常低。網(wǎng)絡(luò)容量大1一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)可以容納最多65536個(gè)從設(shè)備和一個(gè)主設(shè)備,一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在最多100個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)2。數(shù)據(jù)傳輸速率.室內(nèi)：10m速率250kbps;室外:3075m速率40kbps,300m速率20kbps.較低的數(shù)據(jù)傳輸速率可以說是Zigbee最大的弱項(xiàng),只有在室內(nèi)可以勉強(qiáng)傳輸視頻信號(hào)1.另外具有高可靠性、良好的安全性和兼容性.Zi

44、gbee技術(shù)作為近幾年發(fā)展很快的無線傳輸技術(shù),在國內(nèi)也受到越來越多的關(guān)注,以其卓越的特點(diǎn),組建局部無線自動(dòng)化控制網(wǎng),再通過互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)網(wǎng)與遠(yuǎn)端的計(jì)算機(jī)相連,作為互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)盲區(qū)的補(bǔ)充,從而實(shí)現(xiàn)低成本,高效率的自動(dòng)化遙測(cè)遙控,在工業(yè)、民用領(lǐng)域?qū)?huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn):1顧瑞紅，張宏科1基于ZigBee的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用J1電子技術(shù)應(yīng)用,2005,(6):1-312韓旭東，張春業(yè)，李鵬1傳感器無線互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)現(xiàn)J1電子技術(shù)應(yīng)用,2004,(11):44-461可靠的ZigBee組網(wǎng)技術(shù)在電力S相對(duì)于電力微波通信網(wǎng)、電力DDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和公網(wǎng)等遠(yuǎn)程通訊技術(shù)相比，電網(wǎng)數(shù)字化需要“就地”術(shù)針對(duì)電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、控制的需求，在通信容量、通信時(shí)延、通信可靠性、能量損耗上正是這樣一項(xiàng)滿足電力配網(wǎng)和變電站數(shù)字化為例介紹ZigBee組網(wǎng)技術(shù)在電力SCADA中的應(yīng)用，電網(wǎng)監(jiān)控請(qǐng)參見筆者其他論文。ZigBee技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用得益于近年來配網(wǎng)和變電站本身技術(shù)的發(fā)展提供的有利條件：數(shù)據(jù)采集數(shù)字化：光電互感器的應(yīng)用改變了監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分散化：從集中控制、功能分散逐步向戶外型、分散型網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。系統(tǒng)建模標(biāo)準(zhǔn)化：IEC61850確立了電力系統(tǒng)的建模標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)分層分布化：通信技術(shù)分層獨(dú)立，為采用新