Zigbee模塊在無(wú)線傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用介紹

ZigBee技術(shù)概述

Zigbee是IEEE 802.15.4協(xié)議的代名詞。根據(jù)這個(gè)協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。這一名稱(chēng)于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說(shuō)蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡(jiǎn)而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無(wú)線組網(wǎng)通訊技術(shù)。

ZigBee協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種便宜的、低功耗的、高可靠性的近距離無(wú)線組網(wǎng)通訊技術(shù)，是一個(gè)由可多到65000個(gè)無(wú)線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（FFD）不僅本身可以作為監(jiān)控對(duì)象，例如網(wǎng)絡(luò)中所連接的傳感器可直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)資料。除此之外，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還可在自己的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，和多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)（RFD）進(jìn)行無(wú)線連接。

無(wú)線傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱(chēng)是“The Internet of things”。由此，顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

目前流行的“物聯(lián)網(wǎng)”，目的是要將各種信息傳感設(shè)備，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)中，作為傳感器與通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)之間的“橋梁”，我們可以用有線或是無(wú)線的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。就系統(tǒng)的投資、建設(shè)、維護(hù)等幾方面而言，無(wú)線傳輸系統(tǒng)顯然具有更大的優(yōu)勢(shì)。

無(wú)線傳輸系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：

家庭和樓宇網(wǎng)絡(luò)：空調(diào)系統(tǒng)的溫度控制、照明的自動(dòng)控制、窗簾的自動(dòng)控制、煤氣計(jì)量控制、家用電器的遠(yuǎn)程控制等；

工業(yè)控制：各種監(jiān)控器、傳感器的自動(dòng)化控制；

商業(yè)：智慧型標(biāo)簽等；

公共場(chǎng)所：煙霧探測(cè)器等；

農(nóng)業(yè)控制：收集各種土壤信息和氣候信息；

醫(yī)療：老人與行動(dòng)不便者的緊急呼叫器和醫(yī)療傳感器等。

系統(tǒng)拓?fù)鋱D

Zigbee模塊的在無(wú)線抄表領(lǐng)域的應(yīng)用

目前市面設(shè)計(jì)Zigbee的應(yīng)用方案，可以有兩種方式：

一、直接用廠家的ZigBee芯片來(lái)進(jìn)行自己的ZigBee應(yīng)用設(shè)計(jì)，該方式從設(shè)計(jì)之初就需要對(duì)軟件和ZigBee協(xié)議棧進(jìn)行消化和分析，還需要高頻設(shè)計(jì)方面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)周期會(huì)在半年甚至更長(zhǎng)時(shí)間，若是在批量生產(chǎn)方面一致性沒(méi)有控制好，則不僅成本會(huì)大大提高也會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)，這就違背了ZigBee協(xié)議低成本的基本宗旨；

二、使用模塊公司提供的無(wú)線Zigbee模塊，這種方式能很好地解決了用ZigBee芯片進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的難題，設(shè)計(jì)者只需將Zigbee模塊當(dāng)成一個(gè)透明的元器件使用，可以將模塊直接焊接到各種相關(guān)設(shè)備的線路板上實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊，從而省去了設(shè)計(jì)者花在高頻調(diào)試方面的精力和時(shí)間，只需把工作重點(diǎn)放在解決方案的設(shè)計(jì)上，使得ZigBee的應(yīng)用易如反掌。

模塊在無(wú)線集抄方面的典型應(yīng)用

1、無(wú)線抄表系統(tǒng)的要求

對(duì)于每個(gè)抄表終端而言，要求超低功耗、低成本（包括設(shè)備成本、運(yùn)行成本），并且數(shù)據(jù)的傳輸速率不高。對(duì)于居民小區(qū)的抄表，抄表終端通常分布較密集，距離較近，可靠性要求高。

2、ZigB無(wú)e線e抄表系統(tǒng)解決方案的結(jié)構(gòu)布局

采用MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?/p>

每幢單元樓設(shè)置一個(gè)ZigBee遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)；

一個(gè)小區(qū)設(shè)置一個(gè)ZigBee中心節(jié)點(diǎn)；

中心節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上傳到集抄中心；

每樓層表通過(guò)ZigBee模塊連接到樓道的ZigBee路由模塊；

每幢單元樓設(shè)置一個(gè)ZigBee樓棟集中器節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收發(fā)（保存或自發(fā)）ZigBee遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)上傳到ZigBee中心節(jié)點(diǎn)在這個(gè)方案里：使用ZigBee模塊來(lái)完成無(wú)線抄表方案的傳輸部分，表上的ZigBee模塊是終端節(jié)點(diǎn)，可以進(jìn)入低功耗狀態(tài)（<20uA，這樣就可以保證表在低功耗狀態(tài)下工作多年。在樓道的路由接點(diǎn)是要有220V的電源。