無線通信中zigbee技術(shù)淺析

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1、無線通信中ZigBee技術(shù)淺析一、引言ZigBee技術(shù)是一種在近距離范圍內(nèi),能耗和復(fù)雜度低、成本和數(shù)據(jù)速率低的雙向無線通信技術(shù)。二、ZigBee的技術(shù)特點ZigBee是一種無線連接,可工作在2.14GHz(全球流行)、868MHz(歐洲流行)和915MHz(美國流行)3個頻段上,分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率,它的傳輸距離在10-75m的范圍內(nèi),但可以繼續(xù)增加。作為一種無線通信技術(shù),ZigBee具有如下特點:1)低功耗:由于ZigBee的傳輸速率低,發(fā)射功率僅為1mAC(媒體接入層)與PHY(物理層

2、)規(guī)范。ZigBee建立在802.15.4標準之上,它確定了可以在不同制造商之間共享的應(yīng)用綱領(lǐng)。ZigBee的協(xié)議棧由高層應(yīng)用規(guī)范、應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層組成。網(wǎng)絡(luò)層以上協(xié)議由ZigBee聯(lián)盟制定,IEEE負責(zé)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層標準的制定。4ZigBee的應(yīng)用場合Zigbee主要應(yīng)用在距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間,典型的傳輸數(shù)據(jù)類型有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)。根據(jù)設(shè)想,它的應(yīng)用目標主要是:工業(yè)控制(如自動控制設(shè)備、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)),醫(yī)護(如監(jiān)視和傳感),家庭智能控制(如照明、水電氣計量及報警),消費類電子設(shè)備

3、的遙控裝置、PC外設(shè)的無線連接等領(lǐng)域。下面就ZigBee的可能應(yīng)用的幾個領(lǐng)域舉例加以說明:1)工業(yè)領(lǐng)域:通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)自動收集各種信息,并將信息回饋到系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理與分析,以利工廠整體信息之掌握,例如火警的感測和通知,照明系統(tǒng)之感測,生產(chǎn)機臺之流程控制等,都可由ZigBee網(wǎng)絡(luò)提供相關(guān)信息,以達到工業(yè)與環(huán)境控制的目的。2)數(shù)字家庭領(lǐng)域ZigBee技術(shù)可以應(yīng)用于家庭的照明、溫度控制等。ZigBee模塊可以安裝在燈泡、遙控器、玩具、門禁系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和其它家電產(chǎn)品中。例如在燈泡中裝置ZigBee模塊,則人們要開燈,就不需要走到墻壁開關(guān)處,直

4、接通過遙控器便可開燈。3)智能交通領(lǐng)域如果沿著街道、高速公路及其他地方分布式地裝有大量的ZigBee終端設(shè)備,你就不用擔(dān)心迷路。安裝在汽車里的器件將告訴你,你當前所處的位置。全球定位系統(tǒng)(GPS)也能提供類似服務(wù),但是這種新的分布式系統(tǒng)能向你提供更精確更具體的信息。4)環(huán)境控制與醫(yī)療護理領(lǐng)域人類始終面臨著各種威脅生命的因素,如火災(zāi)、水災(zāi)和地震等,所以,人類也一直在構(gòu)建挽救生命的系統(tǒng)。但目前已有的許多系統(tǒng)實際上不是非常有效的,有些太復(fù)雜、太昂貴,難以普及;有些因為電池迅速耗盡而很快不能工作;有些缺乏生命挽救系統(tǒng)最為關(guān)鍵的聯(lián)網(wǎng)能力。5)與其他幾種無

5、線通信技術(shù)的比較目前,市場上的近距離無線通信技術(shù)主要有藍牙、無線局域網(wǎng)ax等。下面對這些技術(shù)作一些簡要介紹和比較:藍牙技術(shù)發(fā)展從1999年起已經(jīng)歷了多個年頭,一直受芯片價格高、廠商支持力度不夠、傳輸距離限制及抗干擾能力差等問題的困擾。目前主要應(yīng)用在無線耳機等不需要很高傳輸帶寬的領(lǐng)域,且互通性方面也存在問題。bps,并可根據(jù)信號強弱把傳輸率調(diào)整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps帶寬;采用最新的802.11g時,速率可達54Mbps,是目前應(yīng)用最廣的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。Uax,被設(shè)想成一項無線城域網(wǎng)接入技術(shù),在傳輸距離和速度方面均勝過bps,信

6、號傳輸半徑可達到50km。四、結(jié)束語本文闡述了ZigBee技術(shù)的概念、特點、協(xié)議模型以及相關(guān)應(yīng)用,并與其他一些無線通信技術(shù)如藍牙、ax做了對比。無線組網(wǎng)通信是當今工業(yè)控制、家庭自動化、計算機應(yīng)用等方面技術(shù)發(fā)展的一個熱點,而低功耗、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)要求令ZigBee應(yīng)運而生。ZigBee技術(shù)可以通過結(jié)合其他無線技術(shù),實現(xiàn)無所不在的網(wǎng)絡(luò)。這也顯示出ZigBee具有超強的生命力和優(yōu)勢,應(yīng)用前景十分看好,值得廣大嵌入式應(yīng)用的技術(shù)人員關(guān)注。相信隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和推進,ZigBee技術(shù)一定會得到更大的應(yīng)用。

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