zigbee技术在智能照明网络中的应用

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1、ZigBee技术在唯顿智能照明网络中的应用时间：2008-10-16作者：陈立军来源：北京新黄浦环宇科技有限公司技术点击数：28    摘要：介绍了ZigBee技术在智能照明网络中的应用。重点阐述了ZigBee技术在智能照明网络的组成、通讯协议以及无线ZigBee节点的软硬件设计。使用ZigBee技术的智能照明网络其具有高可靠性、功耗低、覆盖范围大的特点。特别是其符合IEEE802.15.4协议，与其它符合标准的产品的实现简单便捷地互联，具有优异的通用性和可扩展性。   关键词：ZigBee智能照明无线网络EM250 1ZigBee技术1.1

2、ZigBee概述   ZigBee是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的，有关组网、安全和应用软件方面的技术标准。它是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据传输率、高可靠的双向无线通信技术。   该技术可以应用于超低功率损耗的无线网络中，它满足ISO/OSI参考模型。其物理层和MAC层采用了IEEE802.5.4标准；ZigBee联盟定义了上层部分,包括网络层和应用层;用户层由用户自己定义。目前，许多公司都提出了ZigBee解决方案。 1.2ZigBee技术特点   ZigBee技术的主要优点有：   （1）省电：两节五

3、号电池可使用长达六个月到两年左右的时间；   （2）可靠；采用了碰撞避免机制；   （3）成本低；   （4）时延短；   （5）网络容量大；   （6）安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，各种应用可以灵活确定其安全属性。   ZigBee技术的特点完全符合家庭网络通讯的需要，因此选择ZigBee技术构建智能照明无线网络系统。 1.3ZigBee的网络拓扑结构   ZigBee的网络拓扑结构如图1   ZigBee网络拓扑结构可分为星形结构、网格状结构和族状结构三种。   ZigBee网状网络拓扑结构

4、的网络具有强大的功能，网络可以通过“多级跳”的方式来通信；   ZigBee是一种特殊的、按接力方式传输的点对点的网络结构，其路由可自动建立和维护；   ZigBee网络机构还可以组成极为复杂的网络，具有很大的路由深度和网络节点规模；     ZigBee网络还具备自组织、自愈功能。1.4ZigBee协议   完整的ZigBee协议套件由应用规范层、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成，网络层以上协议由ZigBee联盟制定IEEE802.15.4负责物理层和链路层标准，如图2。   完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K字

5、节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。每个协调器可连接多达255个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目没有限制。ZigBee联盟还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其它节点获得。 2ZigBee智能照明网络   在智能照明系统中，将ZigBee无线网络技术应用于家庭网络已成为趋势。这不仅仅是因为无线网络可以提供更大的灵活性、流动性，省去花在综合布线上的费用和精力，而且更因为它符合家庭网络的通讯特点。 2.1ZigBee智能照明网络系统组成   ZigBee智能照明是以

6、家庭为单位进行设计安装，每个家庭都安装一个家庭网关、若干个无线通讯ZigBee子节点模块。在家庭网关和每个子节点上都接有一个无线网络收发模块（符号ZigBee技术标准的产品），通过这些无线网络收发模块，数据在网关和子节点之间进行传送。其系统组成如图3所示。2.2ZigBee智能照明网络系统的功能2.2.1家庭网关的功能：   （1）基于小区局域网的网络通讯接口，通过以太网实现与小区管理中心通讯；   （2）每户配有简单的人机接口界面，通过界面显示小区通知、系统各部分工作状况及数据；   （3）实现可视门禁对讲功能，并在此平台上实现小区内部呼叫

7、及电梯对讲等语音服务；   （4）通过门锁或按键进行设防/撤防；   （5）遇抢劫或疾病，按紧急按钮，自动向管理中心报警；   （6）将水、电、气等表具的数据发送给物业管理中心；   （7）通过网关上的无线ZigBee（IEEE802.15.4）模块与家庭智能网络中各子节点进行数据通讯。 2.2.2家庭网络ZigBee无线通讯子节点种类：   （1）采用具有ZigBee传输功能的水、电、气等智能表具，或两路脉冲量数据采集的接口模块；   （2）可灵活配置的基于ZigBee的智能开关，可实现灯光、窗帘的自动控制，并可实现多场景控制；   （3）

8、四路安防传感器开关量数据采集模块，可进行设防/撤防报警、安防报警（烟雾侦测、红外幕帘、门磁、窗磁、玻璃破碎等）；   （4）两路路模拟量数据采集模块；   （5）两