基于ZIGBEE技术的无线抄表系统的设计文献综述

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1、文献综述基于ZIGBEE技术的无线抄表系统的设计1前言随着城市居民住宅建设日益发展,电能表数量迅速增多,抄表计量也日趋复杂。在我国,对居民电表仍采用人工抄表的方法,这种原始的抄表方法不仅造成了人力、物力的浪费。而且在抄表时会打扰居民的正常生活,甚至给居民带来安全隐患。这种抄表方式不但费时费力,而且准确性和及时性也不理想，因此设计此系统替代原有的人工抄表。ZigBee网络节点实现了无线抄表系统的低功耗、低成本,并具有高度的灵活性和可扩展性。2主题发展历史Zigbee，在中国被译为“紫蜂”，它与蓝牙相类似，是一

2、种新兴的短距离无线技术。用于传感控制应用(sensorandcontrol)。　　此想法在IEEE802.15工作组中提出，于是成立了TG4工作组，并制定规范IEEE802.15.4。　　2002年，zigbeeAlliance成立。　　2004年，zigbeeV1.0诞生。它是zigbee的第一个规范。但由于推出仓促，存在一些错误。　　2006年，推出zigbee2006，比较完善。　　2007年底，zigbeePRO推出。　　zigbee的底层技术基于IEEE802.15.4。　　物理层和MAC层直接引

3、用了IEEE802.15.4。在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许多缺陷。对工业，家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言，蓝牙技术显得太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等，而工业自动化，对无线数据通信的需求越来越强烈，而且，对于工业现场，这种无线数据传输必须是高可靠的，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。因此，经过人们长期努力，ZigBee协议在2003年正式问世。另外，Zigbee使用了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议HomeRFLite。　　长期以来，低价、低传输率、短

4、距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。自从Bluetooth出现以后，曾让工业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀跃不已，但是Bluetooth的售价一直居高不下，严重影响了这些厂商的使用意愿。如今，这些业者都参加了IEEE802.15.4小组，负责制定ZigBee的物理层和媒体介质访问层。IEEE802.15.4规范是一种经济、高效、低数据速率（<250kbps）、工作在2.4GHz和868/928MHz的无线技术，用于个人区域网和对等网络。它是ZigBee应用层和网络层协议的基础。ZigBee是一种新

5、兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4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少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点，所以它们的通信效率非常高。发展现状ZigBee最初版本的标准在2004年12月推出，其增强版ZigBee2006标准也已经完成，2007年第一季度对外公布。2006版标准安全级别更高，跳频也得到改进，在家庭和商业控制领域

6、具有优势，尤其是减少了功率消费。但2006版标准包括一些有别于2004年首版规范的重大变化，这意味着两种版本互不兼容，可能会给那些已经将产品上市的公司带来麻烦。ZigBee及IEEE802.15.4标准提供了一套完整的解决方案，可以满足无线家庭网络以及工业、商业监控应用的系统设计人员所面临的独特要求。不过，成功地集成ZigBee技术还存在许多需要密切关注的问题。面向ZigBee网络传感器节点的硬件平台一般都有微控制器与RF收发器这两个芯片，另外还需要电源电路、传感器、天线及电源等。也可添加RF功率放大器来增

7、加其覆盖范围。为确保ZigBee平台设计获得成功，必须认真选择这些因素。建议下一步在片上系统(SoC)中集成收发器与微控制器，从而降低成本并减少平台尺寸。此外，通过在手机上集成Zigbee芯片，可将手机作为Zigbee传感器网络的网关，实现对智能家庭的自动化控制、进行移动商务(利用手机购物)等诸多功能。据BobHeile介绍，目前意大利TIM移动公司已经推出了基于Zigbee技术的Z-sim卡，用于移动电话与电视机顶盒、计算机、家用电器之间的通信及停车场收费等。为成功开发可满足典型节点要求的系统架构，美国德

8、州仪器(TI)公司正致力于在符合IEEE802.15.4标准的收发器与微控制器、ZigBee协议栈以及应用软件之间实现紧密的集成。随着ZigBee协议为越来越多的工业和商业用户所采用，认证对厂商和客户变得至关重要。到目前为止，OEM厂商可以从13种ZigBee认证平台中选择适合的产品开发技术。ZigBee联盟目前已经授权2家试验室进行测试，即独立测试服务提供商美国国家技术服务公司(NationalTechnica