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智能家居通信宠儿 Zigbee网络构建简析_中国智能家居网

[导读]智能家居控制系统是现代电子技术、自动化技术及通信技术相结合的产物。它能够自动控制和管理家电设备,对家庭环境的安全进行监控报警,并且能够为住户提供安全舒适、高效便利的学习生活及工作环...

  智能家居控制系统是现代电子技术、自动化技术及通信技术相结合的产物。它能够自动控制和管理家电设备,对家庭环境的安全进行监控报警,并且能够为住户提供安全舒适、高效便利的学习生活及工作环境。随着科技的提高和经济的发展,人们对家居环境的要求越来越高,作为家居智能化的核心部分—智能家居控制系统也越发显得重要。

  而智能控制系统的核心在于,各个智能设备间的通。Zigbee技术作为一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术,主要用于近距离无线连接。Zigbee堆栈是在IEEE 802.15.4标准基础上建立的,定义了协议的MAC和PHY层。Zigbee协议应该包括IEEE802.15.4(该标准定义了RF射频以及与相邻设备之间的通信)的PHY和MAC层,以及Zigbee堆栈层:网络层(NWK)、应用层和安全服务提供层。

  工作频率为868MHz、915MHz或2.4GHz,其中2.4GHz是一个全球通用的ISM频率。随着技术的成熟和多家相关设备厂商的加盟,ZigBee在家庭自动化领域的应用已经起步。ZigBee工作在20至250kbps的较低速率,分别提供250kbps(2.4GHz)、40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始数据吞吐率,可满足低速率传输数据的应用需求,以及智能家居系统稳定性方面具有优势,终端节点也可以达到2万多个。

  例如,Zigbee网络可以采用3种拓扑结构方式:星型结构,网状型结构和树形结构。从网络配置上看,网络中有三种类型的节点:一是Zigbee协调器节点,二是Zigbee路由器节点和最后一个Zigbee终端设备节点。

  Zigbee协调器就是网络组织的管理者,管理其网络中的其他节点。针对一般的应用模式,在一个Zigbee网络形成之后,协调器不是必须的。它最主要的作用是,依据扫描情况,选择一些合适参数建立一个网络。

  Zigbee路由器,其主要是起路由的作用,搜索区域中可用的网络,作为潜在的父节点允许更多的设备加入网络,传输数据以及向Zigbee协调器请求数据等。通常,是希望路由器一直处于活动状态,因此它必须使用主电源供电。但是当使用树状网络拓扑结构的时候,允许路由间隔一定的周期才操作一次,这样就可以使用电池给其供电。

  Zigbee终端设备一般是作为边缘设备使用,负责与实际的监控对象相连,在网络中扮演从属的角色,大多数时间是属于休眠状态。ZigBee的终端节点中的每个节点按照设计的程序实现的功能,我们以温度采集来进行解释,Zigbee终端设备采集到空中信息时,接下来对数据解读和判断,一旦确定命令为温度采集则立马调用相应的温度采集程序对温度进行采集和控制,然后将温度传感器来收集要处理的信息被发送到适当的管理接口发送到的ZigBee无线管理界面。

  结语

  智能家居系统由于是低数据率,正是ZigBee所侧重的应用,ZigBee作为一种低速率的短距离无线通信技术,主要的优势体现在低功耗,低成本,低延时,网络容量大,在包括智能家居、工业控制、自动抄表、医疗监护、传感器网络应用和电信应用方面有很大的潜力。

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