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《基于zigbee的無線盲區(qū)覆蓋組網(wǎng)方案》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第11卷第3期西安文理學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版Vo.l11No.32008年7月JournalofXia'nUniversityofArts&Science(NatSciEd)Ju.l2008文章編號(hào):10085564(2008)03005603基于zigbee的無線盲區(qū)覆蓋組網(wǎng)方案12李群偉,林少鋒(1.廣西軍區(qū)司令部通信處,廣西南寧530021;2.西安通信學(xué)院通信指揮系,陜西西安710106)摘要:Zigbee是一種新興的無線自組網(wǎng)通信技術(shù),其目的是發(fā)展一種易搭建、易維護(hù)、低成本和免申請(qǐng)頻段的無線網(wǎng)絡(luò).本文
2、對(duì)Zigbee技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,分析了網(wǎng)絡(luò)特性,針對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)工業(yè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和無線網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)覆蓋問題,提出一種將Zigbee技術(shù)與現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的解決方案.關(guān)鍵詞:無線通信;Zigbee技術(shù);通信協(xié)議中圖分類號(hào):TN914.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A移動(dòng)通信系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用較高,在用戶較集中的地方,例如城市,工礦居民點(diǎn)等具有較高的覆蓋率.但許多偏僻,人煙稀少,但又需要進(jìn)行監(jiān)控的水利電力,油田礦山,環(huán)保交通站點(diǎn)則沒法覆蓋到,而且點(diǎn)多面廣,存在很大的安全隱患.如何[1]解決這些盲點(diǎn)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和安全監(jiān)控,是一個(gè)十分頭
3、疼的問題.Zigbee短距離低功耗無線組網(wǎng)通信技術(shù)和現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)的融合使該問題迎刃而解.1Zigbee技術(shù)簡(jiǎn)介Zigbee是一種新興的短距離,低速率,低功耗,低成本無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它是一種介于無線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案.它此前被稱作HomeRFLite!或FireFly!無線技術(shù),主要用于近距離無線連接.Zigbee采用IEEE802.15.4標(biāo)[2]準(zhǔn),對(duì)數(shù)據(jù)速率和QoS的要求不高,目標(biāo)市場(chǎng)是工業(yè),利用全球共用的公共頻率2.4GHz,應(yīng)用于監(jiān)視、控制網(wǎng)絡(luò)時(shí),其具有非常顯著的低成本、低耗電、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)多、傳輸距離遠(yuǎn)
4、等優(yōu)勢(shì),目前被視為替代有線監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最有前景的[3]技術(shù)之一.其基本技術(shù)參數(shù)如表1所示.2無線組網(wǎng)解決方案Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)可采用多種類型的網(wǎng)絡(luò)配置,既可以使用星型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信,也可以使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信.星型網(wǎng)絡(luò)配置由一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)(主設(shè)備)和一個(gè)或多個(gè)終端設(shè)備(從設(shè)備)組成.在星型網(wǎng)絡(luò)中,所有的終端設(shè)備都只與協(xié)調(diào)器通信.網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)協(xié)調(diào)器、多個(gè)路由器和多個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端組成,在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中,兩點(diǎn)間的通信可通過多條路徑實(shí)現(xiàn).一般情況下,網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)尋找最短路徑進(jìn)行通信.Zigbee技術(shù)的出現(xiàn)無疑使這些問題迎刃而解
5、:(1)Zigbee系統(tǒng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的價(jià)格低于各種移動(dòng)終端模塊.(2)由于Zigbee系統(tǒng)自成一個(gè)網(wǎng)絡(luò),在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸不需要任何網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi).而且Zigbee所使用的頻段是無須申請(qǐng)的免費(fèi)頻段,因而沒有其他沉重的網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)的負(fù)擔(dān).(3)在現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到的盲區(qū),可以組建一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò).由于Zigbee網(wǎng)絡(luò)具有可大可小并可以無限擴(kuò)展!的性質(zhì),可以用這個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)來覆蓋整個(gè)盲區(qū).并選擇在任意一個(gè)或幾個(gè)點(diǎn)上接入現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò).Zigbee系統(tǒng)是覆蓋范圍擴(kuò)展了的系統(tǒng),提高發(fā)射功率或加高天線高度可以增大骨干網(wǎng)
6、絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的覆蓋距離,根據(jù)實(shí)際環(huán)境,從50米到10000米不等,甚至更遠(yuǎn).每個(gè)節(jié)點(diǎn)只使用非常有限分離元器件,是一個(gè)高度集成的節(jié)點(diǎn)通信模塊,因而可靠性非常高,耗電量非常低.根據(jù)具體應(yīng)用,可分為小區(qū)域組網(wǎng)和大區(qū)域組網(wǎng)方案.收稿日期:20080505作者簡(jiǎn)介:李群偉(1976),男,廣西防城港人,廣西軍區(qū)司令部通信處碩士研究生.研究方向:計(jì)算機(jī)技術(shù).57第3期李群偉等:基于zigbee的無線盲區(qū)覆蓋組網(wǎng)方案表1Zigbee基本技術(shù)參數(shù)工作頻率2.4GHzISM868MHz915MHz傳輸速率250kbit/s20kb
7、it/s40kbit/s信道數(shù)量16110覆蓋范圍10100米擴(kuò)頻方式直接序列擴(kuò)頻接入方式CSMA/CA調(diào)制方式BPSK/O-QPSK糾錯(cuò)方式CRC,ARQ安全機(jī)制分級(jí)安全控制以及MAC和NWK,AES業(yè)務(wù)類型分組交換功率消耗極低狀態(tài)模式激活/休眠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)星型網(wǎng)/網(wǎng)狀網(wǎng)/對(duì)等網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)容量256個(gè)終端最多可達(dá)65536個(gè)協(xié)議堆棧28kbyte響應(yīng)時(shí)間15-30ms2.1小區(qū)域組網(wǎng)小區(qū)域的組網(wǎng)應(yīng)用方案如圖1所示(星型網(wǎng)絡(luò)),在此方案中,盲區(qū)的數(shù)據(jù)采集和環(huán)境監(jiān)控等工作由Zigbee網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)完成,WV2420B模塊與GPR
8、S/CDMA結(jié)合的終端(監(jiān)控中心)和每一個(gè)Zigbee節(jié)點(diǎn)的雙向數(shù)據(jù)交互必須通過Zigbee[4]路由器和中心節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接.特點(diǎn)如下:(1)應(yīng)用在服務(wù)覆蓋半徑較小的場(chǎng)合,如圖1虛線框所示;(2)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型網(wǎng);(3)整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)將由一個(gè)現(xiàn)有的GPRS/CDMA基站、一個(gè)WV2420B模塊與GPRS/CDMA結(jié)合的終端和一個(gè)遠(yuǎn)端G
