Zigbee无线传输技术研究背景意义及现状.doc

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1、Zigbee无线传输技术研究背景意义及现状1研究背景和意义12ZigBee发展现状21研究背景和意义从上个世纪90年代以来，随着科学技术的迅速发展，人们的生产行为、生活方式都发生了重大的变化，作为生活生产中非常重要的一项技术即远程控制技术的重要性正在逐渐被人们所认识和重视。在现代企业的生产和管理中，大量的生产现场的物理量、环境参数、工艺数据、特性参数需要进行实时检测、监督管理，进而实现远程控制。而目前远程控制系统主要有两种类型，一种是生产现场没有现场监控系统，而是将数据采集后直接送到远程计算机进行处理；另一种是现场监控与远程监控并存。一般是采用现场总线技术将分布于各个设备的传感器、监控设备

2、等连接起来，这样就从分立单元阶段进入了集成单元阶段，然后各个管理站点的服务再用局域网连接起来，便于实现远距离控制。由以上分析可知，在两种控制系统中都涉及到了被控现场和控制设备之间的信息传输。而在很多生产现场，总线技术等信号传输技术由于相关硬件设备的制约，已经不能很好地满足生产的需要。因此，数据和信息的无线传输技术在远程控制系统中已不可或缺。ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙技术之间的技术提案。它此前被称作“HomeRFLite”或“FireFly”无线技术，主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调

3、实现通信。这些传感器只需要很低的功耗，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，因此它们的通信效率非常高。最后这些数据就可以进入计算机用于分析或者被另外一种无线技术如WiMax收集。与其他的无线传输模块相比较，ZigBee具有自身的技术优势：（1）低功耗。在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6～24个月，甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比较蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。（2）低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB

4、代码，而且ZigBee免协议专利费。每块芯片的价格大约为2美元。（3）短时延。ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3-10s、WiFi需要3s。（4）高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。（5）高安全。ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全

5、属性。（6）免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗(ISM)频段，2.4GHz(全球)、915MHz(美国)和868MHz(欧洲)。因此，ZigBee有着广阔的应用前景，其应用领域主要包括：（1）家庭和楼宇网络：空调系统的温度控制、照明的自动控制、窗帘的自动控制、煤气计量控制、家用电器的远程控制等；（2）工业控制：各种监控器、传感器的自动化控制；（3）商业：智慧型标签等；（4）公共场所：烟雾探测器等；（5）农业控制：收集各种土壤信息和气候信息；（6）医疗：老人与行动不便者的紧急呼叫器和医疗传感器等。2ZigBee发展现状为了推动ZigBee技术的发展，Chipcon（已被TI收购）与E

6、mber、Freescale、Honeywell、Mistubishi、Motorola、Philips和Samsung等公司共同成立了ZigBee联盟（ZigBeeAlliance），目前该联盟已经包含130多家会员。据市场研究机构预测，低功耗、低成本的ZigBee技术将在未来两年内得到快速增长。在标准林立的短距离无线通信领域，ZigBee技术在ZigBee联盟和IEEE802.15.4的推动下，结合其他无线技术，可以实现无所不在的网络。它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值，在未来其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。由于各方面的制约，Zig

7、Bee技术的大规模商业应用还有待时日，但已经展示出了非凡的应用价值，相信随着相关技术的发展和推进，一定会得到更大的应用。但是，我们还应该清楚的认识到，基于ZigBee技术的无线网络才刚刚开始发展，它的技术、应用都还远谈不上成熟，国内企业应该抓住商机，加大投入力度，推动整个行业的发展。应该说比蓝牙、Wi-Fi进展都要快。