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“zigbee”相关文件汇总目录基于zigbee技术和android系统的智能家居系统设计基于zigbee技术的智能温室大棚监控系统设计与实现基于ARM和zigbee技术的智能家居灯光控制系统的设计与实现zigbee模块基于zigbee智能无线温湿度采集系统设计基于zigbee技术的智能家居环境监测系统设计与实现zigbee无线路灯控制器zigbee基于zigbee无线网络的土壤墒情监控系统基于zigbee技术和android系统的智能家居系统设计智能家居系统的设计与实现:以Zigbee技术和Android系统为核心
随着科技的快速发展,智能家居系统已经成为人们生活中不可或缺的一部分。本文将围绕Zigbee技术和Android系统,探讨智能家居系统的设计与实践。
关键词:Zigbee技术,Android系统,智能家居,系统设计
在家庭自动化的发展过程中,智能家居系统的出现为我们的生活带来了诸多便利。该系统通过集成了各种先进的通信技术,实现了对家庭设备的远程控制、定时开关机等功能。其中,Zigbee技术和Android系统在智能家居系统中发挥着核心作用。
Zigbee技术是一种低功耗、低数据速率的无线通信技术,适用于传输小量数据。在智能家居系统中,Zigbee技术可实现各设备之间的互联互通,实现数据的传输与共享。Zigbee技术的低功耗特性也使其成为智能家居领域的理想选择。
Android系统作为一款开放源代码的操作系统,广泛应用于智能手机、平板电脑等移动设备上。在智能家居领域,Android系统同样具有显著的优势。Android系统的开发成本较低,有利于降低智能家居系统的整体成本。Android系统强大的处理能力和丰富的应用场景使其能够轻松应对各种智能家居需求。Android系统的开源特性使其具有很高的可定制性,方便开发者根据不同需求进行拓展和优化。
基于Zigbee技术和Android系统的智能家居系统设计需要考虑硬件和软件两个方面。在硬件方面,需要选择合适的Zigbee芯片和传感器,确保数据传输的稳定性和准确性。同时,还需要设计合理的电路板布局,以便将各个组件有机地结合在一起。在软件方面,需要基于Android系统开发相应的应用程序,实现远程控制、语音控制等功能。还需要对系统进行优化,提高系统的稳定性和响应速度。
虽然目前的智能家居系统已经取得了显著的进步,但仍存在一些问题需要解决。例如,系统间的兼容性问题、数据安全问题以及设备能耗问题等。为了解决这些问题,未来的智能家居系统可能需要朝着以下几个方向发展:
跨平台兼容性:未来的智能家居系统应具备跨平台兼容性,以适应不同操作系统和设备的需求。这将有助于提高系统的可扩展性和适用性。
数据安全与隐私保护:随着智能家居设备的日益普及,数据安全和隐私保护问题也日益受到。未来的智能家居系统应加强数据加密和隐私保护措施,确保用户数据的安全与隐私。
能耗优化:智能家居设备通常需要长时间运行,因此能耗问题显得尤为重要。未来的智能家居系统应采取更有效的节能措施,例如优化算法、使用低功耗器件等,以延长设备的续航时间。
人工智能与机器学习:通过应用人工智能和机器学习技术,未来的智能家居系统能够更好地理解和预测用户的需求,为用户提供更加个性化的服务。例如,系统可以根据用户的生活习惯自动调整设备设置,提高用户的生活品质。
本文通过对Zigbee技术和Android系统的深入探讨,分析了其在智能家居系统中的应用与优势。随着技术的不断发展,我们相信未来的智能家居系统将更加完善、更加便捷,为我们的生活带来更多便利和可能性。基于zigbee技术的智能温室大棚监控系统设计与实现基于Zigbee技术的智能温室大棚监控系统设计与实现
随着科技的进步和农业现代化的发展,智能温室大棚已成为现代农业的重要组成部分。温室大棚监控系统作为其核心部分,对于提高农业生产效率和农作物品质具有重要意义。Zigbee技术作为一种低功耗、低成本、高可靠性的无线通信技术,为温室大棚监控系统的设计与实现提供了新的解决方案。
基于Zigbee技术的智能温室大棚监控系统主要由传感器节点、Zigbee协调器、网关和监控中心组成。传感器节点负责采集温室内温度、湿度、光照等环境参数,并通过Zigbee无线通信技术将数据传输至Zigbee协调器。Zigbee协调器负责接收并处理传感器节点发送的数据,并通过网关将数据传输至监控中心。监控中心对接收到的数据进行分析处理,实现对温室环境的实时监控和智能调控。
传感器节点是整个监控系统的核心部分,其硬件设计主要包括传感器模块、Zigbee无线通信模块和电源模块。传感器模块负责采集温室环境参数,如温度、湿度、光照等;Zigbee无线通信模块负责数据的传输;电源模块为整个传感器节点提供电力支持。
软件设计主要包括传感器节点的数据采集程序和监控中心的数据处理程序。数据采集程序通过传感器模块采集温室环境参数,并通过Zigbee无线通信技术发送至Zigbee协调器;数据处理程序对接收到的数据进行处理分析,实现温室环境的实时监控和智能调控。
为了验证本系统的性能,我们在实验温室中进行了一系列测试。测试结果表明,本系统能够实时监测温室环境参数,并根据环境变化自动调控温室环境,具有良好的稳定性和可靠性。同时,本系统还具有低功耗、低成本等优点,具有广阔的应用前景。
本文设计的基于Zigbee技术的智能温室大棚监控系统,能够实现对温室环境的实时监测和智能调控,具有低功耗、低成本、高可靠性等优点。本系统的应用将有助于提高农业生产效率和农作物品质,为现代农业的发展提供有力支持。基于ARM和zigbee技术的智能家居灯光控制系统的设计与实现基于ARM和Zigbee技术的智能家居灯光控制系统的设计与实现
随着科技的进步和人们生活质量的提高,智能家居的概念已经深入人心。作为智能家居的重要组成部分,灯光控制系统具有关键的作用。本文主要探讨基于ARM和Zigbee技术的智能家居灯光控制系统的设计与实现。
该系统主要由ARM控制器、Zigbee无线通信模块、LED灯光模块和上位机软件等部分组成。ARM控制器作为系统的核心,负责处理和协调各个模块的工作;Zigbee无线通信模块则负责信息的无线传输,实现远程控制;LED灯光模块则是执行机构,负责实际控制灯光的开关和亮度;上位机软件则为用户提供一个可视化的界面,方便用户进行远程控制。
ARM控制器:选用STM32F407作为主控制器,其强大的处理能力和丰富的外设接口能满足系统的需求。
Zigbee无线通信模块:采用CC2530作为无线通信模块,其低功耗、高可靠性等特点非常适合智能家居环境。
LED灯光模块:采用LED灯带作为灯光模块,可以通过调节电流实现亮度的调节。
嵌入式软件:基于ARMCortex-M4核的STM32F4系列微控制器,使用C语言进行编程,实现对各硬件模块的控制。
Zigbee协议栈:采用TI的Z-Stack协议栈,实现Zigbee网络的组建和数据的传输。
上位机软件:采用C#编程语言编写,实现对家居灯光的远程控制。
在完成软硬件设计后,我们对系统进行了全面的测试。测试结果表明,该系统能有效地实现对家居灯光的远程控制,具有较高的稳定性和可靠性。该系统还具有易于安装、扩展性强等优点。
本文设计并实现了一种基于ARM和Zigbee技术的智能家居灯光控制系统。该系统通过ARM控制器和Zigbee无线通信技术,实现了对家居灯光的远程控制,提高了家居的智能化水平。在未来的工作中,我们将继续优化系统性能,提高系统的稳定性,以满足更多用户的需求。zigbee模块ZigBee是一种基于标准的远程监控、控制和传感器网络应用技术。为满足人们对支持低数据速率、低功耗、安全性和可靠性,而且经济高效的标准型无线网络解决方案的需求,ZigBee标准应运而生。核心市场是消费类电子产品、能源管理和效率、医疗保健、家庭自动化、电信服务、楼宇自动化以及工业自动化。围绕ZigBee芯片技术推出的外围电路,称之为“ZigBee模块”,常见的ZigBee模块都是遵循IEEE4的国际标准,并且运行在4GHZ的频段上,另外,欧洲的标准是868MHZ、北美是915MHZ。
Zigbee是部署无线传感器网络的新技术。它是一种短距离、低速率无线网络技术,是一种介于无线标记技术和BlueTooth之间的技术提案。Zigbee一词源自蜜蜂群在发现花粉位置时,通过跳ZigZag形舞蹈来告知同伴,达到交换信息的目的。借此称呼一种专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术。
ZigBee协议是由ZigBee联盟制定的无线通信标准,该联盟成立于2001年8月。2002年下半年,英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司共同宣布加入ZigBee联盟,研发名为“ZigBee”的下一代无线通信标准,这一事件成为该技术发展过程中的里程碑。ZigBee联盟现有的理事公司包括BMGroup,Ember公司,物联传感、飞思卡尔半导体,Honeywell,三菱电机,摩托罗拉,飞利浦,三星电子,西门子,及德州仪器。ZigBee联盟的目的是为了在全球统一标准上实现简单可靠、价格低廉、功耗低、无线连接的监测和控制产品进行合作,并于2004年12月发布了第一个正式标准。
数据传输速率低:10Kb/s~250Kb/s,专注于低速率传输应用
功耗低:在低功耗待机模式下,两节普通5号电池可使用6~24个月
成本低:Zigbee数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本
网络容量大:网络可容纳65,000个设备
延时短:典型搜索设备时延为30ms,休眠激活时延为15ms,活动设备信道接入时延为15ms。
数据安全:Zigbee提供了数据完整性检查和健全功能,采用AES-128加密算法(美国新加密算法,是目前最好的文本加密算法之一),各个应用可灵活确定其安全属性
ZigBee技术在低功耗、低成本和组网能力具有无可比拟的应用优势
模块总功耗:A无线模块不工作时平均功耗22-25mW
B无线模块工作时平均功耗130-135mW
C无线模块工作时峰值功耗140-150mW
电流:工作电流小于55mA,待机电流小于5mA
无线传输距离:200-250m(外接5dB鞭状天线),300-400m(外接9dB鞭状天线)
42个含复用的通用数字输入输出口(GPIO),不复用ADC/DAC/UART/SPI/I2C/CAN功能引脚时最大为9个
3个串行外设接口(SPI),其中1个复用ADC
2个内部集成总线接口(I2C),其中1个复用UART
4个串行通信接口(UART),其中1个复用I2C
12个模拟量输入通道(ADC),其中2个复用DAC,4个复用SPI
任一数字引脚电压-3VDD+3≤6V
通过部署各类湿度、光照、二氧化碳传感器,采用无线Zigbee技术传输各传感数据至系统平台,系统根据设定的参数标准,控制空调、灌溉等设备的开关,从而实现农业大棚的智能化应用。
智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、ZigBee无线技术、智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。
矿井人员通过佩戴基于ZigBee技术的定位卡,系统能实现井下坑道作业面工作人员的精确定位,及时准确的提供井下人员的数量、位置、分布情况和每个人员任意时刻所在的位置及各时间段的活动轨迹,为事故处理和救援工作提供可靠的数据依据。
楼宇自动化应用通过将建筑物或建筑群内的变配电器、照明、电梯、空调、供热、给排水、消防、保安等众多设备,通过ZigBee无线技术实现智能化管理和控制设备的运行、安全状况及能源使用情况。基于zigbee智能无线温湿度采集系统设计基于Zigbee智能无线温湿度采集系统设计
随着物联网技术的不断发展,无线传感器网络在许多领域得到了广泛应用。其中,Zigbee技术以其低功耗、低成本、高可靠性和高安全性等优点,成为了无线传感器网络中的重要组成部分。本文将介绍一种基于Zigbee技术的智能无线温湿度采集系统的设计。
本系统主要由传感器节点、协调器节点和上位机组成。传感器节点负责采集温湿度数据,并通过Zigbee无线通信技术将数据传输给协调器节点。协调器节点作为中心节点,负责接收来自传感器节点的数据,并将其通过串口通信传输给上位机。上位机负责对接收到的数据进行处理、显示和存储。
传感器节点主要包括传感器模块、Zigbee无线通信模块和电源模块。传感器模块采用DHT11温湿度传感器,能够实时采集环境温湿度数据。Zigbee无线通信模块采用CC2530芯片,该芯片集成了RF收发器和高性能8051微控制器,具有低功耗、高可靠性等优点。电源模块采用7V锂电池供电,并通过电源管理芯片对电池进行保护和充电管理。
协调器节点主要包括Zigbee无线通信模块和串口通信模块。Zigbee无线通信模块同样采用CC2530芯片。串口通信模块采用MA232芯片,实现与上位机的串口通信。协调器节点还包括一个USB接口,用于对节点进行充电管理。
传感器节点软件采用C语言编写,主要包括数据采集和无线通信两个部分。数据采集部分负责从DHT11传感器读取温湿度数据;无线通信部分负责将采集到的数据通过Zigbee网络发送给协调器节点。
协调器节点软件同样采用C语言编写,主要包括数据接收和串口通信两个部分。数据接收部分负责接收来自传感器节点的温湿度数据;串口通信部分负责将接收到的数据通过串口发送给上位机。
上位机软件采用C#语言编写,主要包括数据接收、显示和存储三个部分。数据接收部分负责从串口接收来自协调器节点的温湿度数据;显示部分负责将接收到的数据显示在界面上;存储部分负责将接收到的数据存储到本地文件中。
本系统基于Zigbee技术,实现了智能无线温湿度采集功能。通过软硬件协同设计,保证了系统的低功耗、高可靠性和易用性。该系统可广泛应用于农业、环境监测等领域,为物联网技术在各行业的普及和应用提供了有力支持。基于zigbee技术的智能家居环境监测系统设计与实现基于Zigbee技术的智能家居环境监测系统设计与实现
随着科技的进步和人们生活质量的提高,智能家居环境监测系统的需求日益增长。Zigbee技术以其低功耗、低成本、高可靠性和大网络容量等特点,成为智能家居环境监测系统设计的理想选择。本文将介绍一种基于Zigbee技术的智能家居环境监测系统的设计与实现。
本系统主要由传感器节点、Zigbee协调器节点和上位机监控软件组成。传感器节点负责采集家居环境数据,如温度、湿度、光照、CO2浓度等;Zigbee协调器节点负责建立并维护Zigbee网络,接收并转发传感器节点的数据;上位机监控软件负责显示实时的家居环境数据,提供历史数据查询、报警等功能。
传感器节点是系统的核心部分,负责采集和传输家居环境数据。本系统采用DHT11温湿度传感器和TSL2561光照传感器来检测家居环境的温度、湿度和光照强度,使用MQ-7气体传感器来检测CO2浓度。传感器节点通过Zigbee模块与协调器节点进行无线通信,将采集的数据发送到协调器节点。
Zigbee协调器节点负责建立和维护Zigbee网络,接收并转发传感器节点的数据。本系统采用CC2530无线通信模块作为Zigbee模块,该模块具有低功耗、高性能的特点。协调器节点通过串口与上位机监控软件进行通信,将接收到的数据传输到上位机软件进行显示和处理。
上位机监控软件采用C#语言开发,具有良好的人机交互界面。软件能够实时显示家居环境数据,提供历史数据查询、报警等功能。当家居环境数据超过预设阈值时,软件会自动发出报警提示,便于用户及时了解家居环境状况并进行相应处理。软件还支持数据导出和打印功能,方便用户进行数据分析和处理。
为了验证本系统的可行性和稳定性,我们进行了大量的测试实验。实验结果表明,本系统能够准确检测家居环境的各项参数,数据传输稳定可靠,具有良好的实时性和准确性。同时,系统具有较强的抗干扰能力,能够在复杂的家居环境中稳定运行。
本文设计并实现了一种基于Zigbee技术的智能家居环境监测系统。该系统能够实时监测家居环境的温度、湿度、光照和CO2浓度等参数,具有低功耗、低成本、高可靠性和大网络容量等特点。通过上位机监控软件,用户可以方便地了解家居环境状况并进行相应处理。本系统对于提高人们的生活质量和促进智能家居产业的发展具有重要意义。zigbee无线路灯控制器zigbee无线路灯控制器SZ05系列,嵌入式无线数据通信模块,网络规模大,单链路节点数量多。
顺舟科技SZ05系列ZBEE嵌入式无线数据通信模块,通讯距离远、抗干扰能力强、组网灵活等优点和特性,强大的组网能力和传输性能,在实际应用项目中发挥了巨大的性能优势,在实际无线路灯远程测控系统中性能稳定、运行良好,在实际应用项目中取得了前所未有的突破。
1。单线路总共200盏路灯,每个路灯安装一个顺舟无线模块,单个无线网络设计;
2。模块采用顺舟SZ05系列嵌入式模块,每个模块均为路由节点,STD标准型模块ADV高级型配合使用;
3。路灯总控制器安装无线中心主站,安装在道路一端;
2。配合GPRS通信,实现远程测量和控制功能;
*地址Addr:上海浦东龙东大道3000号张江集电港一期4号楼8FzigbeeZigBee,也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE4标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。
ZigBee是一项新型的无线通信技术,适用于传输范围短数据传输速率低的一系列电子元器件设备之间。ZigBee无线通信技术可于数以千计的微小传感器相互间,依托专门的无线电标准达成相互协调通信,因而该项技术常被称为HomeRFLite无线技术、FireFly无线技术。ZigBee无线通信技术还可应用于小范围的基于无线通信的控制及自动化等领域,可省去计算机设备、一系列数字设备相互间的有线电缆,更能够实现多种不同数字设备相互间的无线组网,使它们实现相互通信,或者接入因特网。
ZigBee译为"紫蜂",它与蓝牙相类似。是一种新兴的短距离无线通信技术,用于传感控制应用(SensorandControl)。由IEEE15工作组中提出,并由其TG4工作组制定规范。
ZigBee无线通信技术是基于蜜蜂相互间联系的方式而研发生成的一项应用于互联网通信的网络技术。相较于传统网络通信技术,ZigBee无线通信技术表现出更为高效、便捷的特征。作为一项近距离、低成本、低功耗的无线网络技术,ZigBee无线通信技术其关于组网、安全及应用软件方面的技术是基于IEEE批准的8024无线标准。该项技术尤为适用于数据流量偏小的业务,可尤为便捷地在一系列固定式、便携式移动终端中进行安装,与此同时,ZigBee无线通信技术还可实现GPS功能。
ZigBee技术本质上是一种速率比较低的双向无线网络技术,其由IEEE.4无线标准开发而来,拥有低复杂度和短距离以及低成本和低功耗等优点。其使用了4GHz频段,这个标准定义了ZigBee技术在IEEE.4标准媒体上支持的应用服务。ZigBee联盟的主要发展方向是建立一个基础构架,这个构架基于互操作平台以及配置文件,并拥有低成本和可伸缩嵌入式的优点。搭建物联网开发平台,有利于研究成果的转化和产学研对,是实现物联网的简单途径。
ZigBee技术是一种新型技术,它最近出现,主要是依靠无线网络进行传输,它能够近距离的进行无线连接,属于无线网络通讯技术。在以数据信息为载体进行的传输中,ZigBee技术是主要的技术指标,它使用起来比较安全,而且它的容量性很强,被广泛应用到人类的日常通信传输中。
第实际生活的数据信息传输是以ZigBee无线传感技术为通信网络的依靠,可以建立很多网络连接点,同时依靠网络辅助器还可以实时传输数据通讯。因此,信息容量大的数据传输是ZigBee技术的主要特点,为了避免在传输数据的时候发生信号碰撞,产生不稳定的传输,它采用了高效的碰撞避免机制,较好地保障了数据的安全传输。ZigBee技术的另外一个优点是兼容性能很强大,在进行操作时,可以连接家庭中的控制网络,而且不会发生碰撞,能很好地与网络相融合。
第ZigBee系统的持续时间不长,启动它的通信运作,用十五到三十分钟就可以了,在这么简短的时间内,系统能够快速地接收到用户发来的一切信息,而且在使用ZigBee技术的时候,它的工作时间很短,能耗非常的低,能节约成本地持续发展下去。ZigBee在收发信息时,每个节点都能很好节约电。工作时间能够持续一到两年,满足每个家庭的普通需要。ZigBee技术具有很多优点,作为一种新型技术,被普遍使用在很多网络技术上。
ZigBee作为一项新型的无线通信技术,其具有传统网络通信技术所不可比拟的优势,既能够实现近距离操作,又可降低能源的消耗。又如,相较于蓝牙等无线通信技术,ZigBee无线通信技术可有效降低使用成本,即便数据处理的速率并不高,然而,值得肯定的是,ZigBee无线通信技术更为便利,可作为众多用户的理想选择。对于ZigBee无线通信技术的特征而言,主要表现为:
其一,ZigBee能源消耗显著低于其他无线通信技术。通常而言,ZigBee开展传输处理过程中对应需求的功率为1MW。倘若ZigBee进入休眠状态,则其所需的功率将更低。通俗来讲,通过为装置有ZigBee的设备配备两节5号电池,该设备便可持续运行超过6个月的时间。
其二,ZigBee研发及使用所需投入的成本偏低。现阶段,ZigBee的成本普遍无需交付专利费。通常情况下,应用ZigBee过程中仅需交付最初的6美元,后续的实际操作便不会产生更高的费用。由此表明,ZigBee的研发及使用成本可为广大用户所接受。
其三,ZigBee具有较高的安全可靠性。ZigBee可实现十分完备的检测功能,同时在应用ZigBee时需要进行反复的检验流程。如此一来,切实确保了ZigBee的安全可靠性。另外,ZigBee在传输数据过程中可确保数据流的相对平行性,换而言之,ZigBee可为数据提供宽广的传输空间。
①低功耗。在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月,甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比较,蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。
TI公司和德国的Micropelt公司共同推出新能源的ZigBee节点。该节点采用Micropelt公司的热电发电机给TI公司的ZigBee提供电源。
②低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10),降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB代码,子功能节点少至4KB代码,而且ZigBee免协议专利费。每块芯片的价格大约为2美元。
③低速率。ZigBee工作在20~250kbps的速率,分别提供250kbps(4GHz)、40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始数据吞吐率,满足低速率传输数据的应用需求。
④近距离。传输范围一般介于10~100m之间,在增加发射功率后,亦可增加到1~3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远。
⑤短时延。ZigBee的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3~10s、WiFi需要3s。
⑥高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000个节点的大网。
⑦高安全。ZigBee提供了三级安全模式,包括安全设定、使用访问控制清单(AccessControlList,ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码,以灵活确定其安全属性。
⑧免执照频段。使用工业科学医疗(ISM)频段,915MHz(美国),868MHz(欧洲),4GHz(全球)。
2023年1月27日消息,由近600家致力于物联网开放标准的公司所组成的CSA连接标准联盟近期宣告发布Zigbee标准新功能ZigbeeDirect,可利用随处可见且操作方便的低功耗蓝牙(BLE)设备,简化Zigbee新设备的入网和已有设备的控制。
ZigBee协议属于高级通信协议,是基于上世界的IEEE协会制定的802协议,主要约束了网路的无线协议、通讯协议、安全协议和应用需求等方面的标准,其有效转播速率可以达到300Kbps(千比特率)。和计算机通信的模式类似,ZigBee的网络协议是分层结构,自下而上主要由五层结构构成,其中包括用户层,ZigBee联盟和IEEE4协议。
Zigbee的结构分为4层:分别是物理层,MAC层,网络/安全层和应用/支持层。其中应用/支持层与网络/安全层由Zigbee联盟定义,而MAC层和物理层由IEEE4协议定义,以下为各层在Zigbee结构中的作用:
物理层:作为Zigbee协议结构的最低层,提供了最基础的服务,为上一层MAC层提供了服务,如数据的接口等等。同时也起到了与现实(物理)世界交互的作用;
MAC层:负责不同设备之间无线数据链路的建立,维护,结束,确认的数据传送和接收;
网络/安全层:保证了数据的传输和完整性,同时可对数据进行加密;
应用/支持层:根据设计目的和需求使多个器件之间进行通信。
Zigbee协议在满足条件的情况下,协调器将会自动组网。Zigbee组网有两个鲜明的特点:①一个Zigbee网络的理论最大节点数就是2的16次方也就是65536个节点,远远超过蓝牙的8个和Wifi的32个。②网络中的任意节点之间都可进行数据通讯。在有模块加入和撤出时,网络具有自动修复功能。这里有一个简单的例子:当一些人各自拥有一个网络模块终端时,只要他们在网络模块通信的范围内自动找到对方,他们就可以快速形成互连的网络。由于人员的流动,他们之间的网络连接也会发生变化。因此,该模块还可以通过重新搜索通信对象,确定它们之间的联系来重置原始网络,这就是Zigbee的自组网。
ZigBee联盟在IEEE4标准的基础上开发了一套有关组网和应用的产业化标准,与IEEE仅制定物理层(PHY)和媒体访问控制子层(MAC)底层标准不同,ZigBee联盟对网络层、应用层及其配套的支持子层、安全子层都进行了标准化。因此,一个由终端厂商所实现的完整的ZigBee产品应由高层的应用规范、应用支持子层、ZigBee设备对象(ZDO)子层、网络层、MAC和PHY组成。网络层及其以上标准协议由ZigBee联盟制定,IEEE4只负责PHY和MAC标准。
ZigBee标准与IEEE4标准的结合,使其产品同时具有低功耗、易组网、短距离互联等特性,因此认为其应用在传感器网络/物联网时具有相当大的优势。间时,ZigBee联盟所制定的标准覆盖了整个开放式系统互联(OSI)的七层协议,非常利于厂家的实现。因此,在涉及到传感器网络/物联网的产品和解决方案时,ZigBee都被认为是一种成熟的解决方案。
ZigBee标准采用分层、跨层设计,由一系列的子层和层间接口构成。每层为其上层提供一组特定的服务:数据实体提供数据传输服务,管理实体提供全部其他服务。每个服务实体通过一个服务接入点(SAP)为其上层提供服务接口。并且每个SAP提供一系列的基本服务指令完成相应的功能。它虽然是基于标准的七层开放式系统互联模型,但仅对那些涉及ZigBee的层子以定义。IEEE4标准定义了最下面的两层:物理层和媒体访间控制子层,ZigBee联盟提供网络层和应用层(APL)框架的设计。其中,应用层框架包括应用支持子层(APS)、ZigBee设备对象和由终端厂商制定的应用对象。
相比于常见的无线通信标准,ZigBee协议套件紧凑而简单,具体实现的要求较低。
2012年4月,国际ZigBee联盟推出了ZigBeeLightLink,便意味着设定了共同标准,可有效地解决上述问题。通过全球主要照明设备制造商的共同开发,ZLL不仅定义了一种先进的灯控应用信息传递协议,而且还纳入一种简单的配置机制,使消费者可以开箱即用,系统配置就像按一下按钮一样简单。除了这些新特点外,ZLL具有所有ZigBee网络的固有技术优势,实现了基于IEEE4的低功率、低成本、健壮、安全的无线网络。
ZigBeeLightLink的总体特点:
可靠、稳健的网络技术,且与其它ZigBee标准与设备兼容
主要照明设备制造商构建全球生态系统,为终端用户创造价值
遍布全球的成熟产业链——低成本、高性能的SoC解决方案
ZigBeeBuldingAutomation是能够对商业楼宇系统进行安全可常监控与控制的互操作性产品的全球标准,它是唯BACnet@认可的商业楼宇无线网状网络。利用ZigBeeBuildingAutomation的产品使楼字拥有者和运营者能够控制里多楼宇类型(以前不能覆盖的房间或破感区域),这都要归功于其低功耗无线运作。现有的有线BACnet楼宇自动化系统可以更低的运作成本、更方便地进行拓展。这项标准由众多联盟成员共同制定,Conver-genceWireless、江森自控施耐德电气、西门子、英格索和Ubilogixn做出了巨大贡献。
ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。ZigBee此前被称作“HomeRFLite”或“FireFly”无线技术,主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很低的功耗,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,因此它们的通信效率非常高。这些数据就可以进入计算机用于分析或者被另外一种无线技术如wiMax收集。ZigBee的目标市场主要有PC外设(鼠标、键盘、游戏操控杆)、消费类电子设备(TV、VCR、CD、VCD、DVD等设备上的遥控装置)、家庭内智能控制(照明、煤气计量控制及报警等)、玩具(电子宠物)、医护(监视器和传感器)、工控(监视器、传感器和自动控制设备)等非常广阔的领域。
ZigBee技术的先天性优势,使得它在物联网行业逐渐成为一个主流技术,在工业、农业、智能家居等领域得到大规模的应用。例如,它可用于厂房内进行设备控制、采集粉尘和有毒气体等数据;在农业,可以实现温湿度、PH值等数据的采集并根据数据分析的结果进行灌溉、通风等联动动作;在矿井,可实现环境检测、语音通讯和人员位置定位等功能。
ZigBee无线通信技术凭借其一系列特征优势,因而在众多智能家居中得到广泛推广,而对于该项技术的应用,离不开因特网网络技术的有力支持。因为家居房屋建筑面积存在一定局限性,由此为ZigBee无线通信技术应用创造了适用条件。ZigBee无线通信技术在智能家居中的应用,主要表现为:其一,打造整体性ARM,以实现对不同家居的智能控制;其二,选择合理区域安装ZigBee路由设备,建立起其与对应网络的有效连接;其三,对一系列终端设备开展ZigBee模块合理安装,以实现不同信息的有效交互。在实践应用中,可采取适用的控制手段,诸如遥控器控制、声音控制等,即为可通过遥控器装置对冰箱制冷、微波炉等进行指令控制;可通过声音指令以实现对电视机的开机或关机操作,等等。为了确保控制的高效性,应当保证信号口的有效连接,唯有如此方可实现对家居设备的有效控制。将ZigBee无线通信技术应用于智能家居领域,一方面可提高家居操作的便捷性,缩减家居成本;另一方面可提高人们的生活居住体验,切实彰显该项技术的实用性。除此之外,
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