物聯(lián)網(wǎng)中的ZigBee技術(shù)論文new

1、物聯(lián)網(wǎng)中的ZigBee技術(shù)上篇 ZigBee技術(shù)的發(fā)展史中篇 ZigBee技術(shù)的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用有三個層次，一個是傳感網(wǎng)絡(luò)，即以二維碼、RFID、傳感器為主，實現(xiàn)“物”的識別；二是傳輸網(wǎng)絡(luò)，即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、通信網(wǎng)或者下一代互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和計算；三是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，即輸入輸出控制終端，手機(jī)終端等。ZigBee技術(shù)作為另一門核心技術(shù)也將產(chǎn)生諸多方面的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護(hù)理、個人健康等多個領(lǐng)域。專家預(yù)計，這一技術(shù)將會發(fā)展成為一個上億元規(guī)模的高科技市場。如下圖所示，正是ZigBee 聯(lián)盟規(guī)劃好的其應(yīng)用范圍圖

2、，ZigBee與物聯(lián)網(wǎng)二者在很多領(lǐng)域有著密切的結(jié)合，所以其在物聯(lián)網(wǎng)中大有作為。ZigBee技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域在工業(yè)領(lǐng)域：利用傳感器和ZigBee網(wǎng)絡(luò)，使得數(shù)據(jù)的自動采集、分析和處理變得更加容易，可以作為決策輔助系統(tǒng)的重要組成部分。例如危險化學(xué)成分的檢測、火警的早期檢測和預(yù)報、高速旋轉(zhuǎn)機(jī)器的檢測和維護(hù)。這些應(yīng)用不需要很高的數(shù)據(jù)吞吐量和連續(xù)的狀態(tài)更新，重點在低功耗，從而最大程度地延長電池的壽命，減少ZigBee網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)成本。在汽車上：主要是傳遞信息的通用傳感器。由于很多傳感器只能內(nèi)置在飛轉(zhuǎn)的車輪或者發(fā)動機(jī)中，比如輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，這就要求內(nèi)置的無線通信設(shè)備使用的電池有較長的壽命（大于或等于輪胎本

3、身的壽命），同時應(yīng)該克服嘈雜的環(huán)境和金屬結(jié)構(gòu)對電磁波的屏蔽效應(yīng)。在精確農(nóng)業(yè)：傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要使用孤立的、沒有通信能力的機(jī)械設(shè)備，主要依靠人力監(jiān)測作物的生長狀況。采用了傳感器和ZigBee網(wǎng)絡(luò)后，農(nóng)業(yè)將可以逐漸地轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式，使用更多的自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和遠(yuǎn)程控制的設(shè)備來耕種。傳感器可能收集包括土壤濕度、氮濃度、pH值、降水量、溫度、空氣濕度和氣壓等信息。這些信息和采集信息的地理位置經(jīng)由ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳遞到中央控制設(shè)備供農(nóng)民決策和參考，這樣農(nóng)民能夠及早而準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)問題，從而有助于保持并提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。在家庭和樓宇自動化領(lǐng)域：家庭自動化系統(tǒng)作為電子技術(shù)的集成被得到迅速擴(kuò)展。

4、易于進(jìn)入、簡單明了和廉價的安裝成本等成了驅(qū)動自動化居家和建筑開發(fā)和應(yīng)用無線技術(shù)的主要動因。未來的家庭將會有50100個支持ZigBee的芯片被安裝在電燈開關(guān)、煙火檢測器、 抄表系統(tǒng)、無線報警、安保系統(tǒng)、 HVAC 、廚房器械中，為實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制服務(wù)。你在外出時，家里的ZigBee網(wǎng)絡(luò)能與你通話: 通過連接到你家的互聯(lián)網(wǎng)線路，或者通過向你的手機(jī)發(fā)送短消息。如果你在外出時冷空氣襲來，爬行空隙里面具有ZigBee功能的水管傳感器可以把情況告訴你; 你有可能把鑰匙留給了隔壁鄰居，到時就可以打電話過去，讓鄰居把你家的溫度調(diào)高一檔，免得家里的管道凍壞。手機(jī)本身也將內(nèi)置有ZigBee技術(shù)，這樣你人在家里時或者

5、走到外面院子時，可以直接與你家聯(lián)系，使用手機(jī)作為靈活、功能強(qiáng)大的遙控器。具有ZigBee功能的家庭將減少取暖和空調(diào)費(fèi)用，同時會變得更安全、更舒適，而這絕非小事。同時Zigbee技術(shù) 可以應(yīng)用于家庭的照明、溫度、安全、控制等。ZigBee模塊可安裝在電視、燈泡、遙控器、兒童玩具、游戲機(jī)、 門禁系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和其它家電產(chǎn)品等。 在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：將借助于各種傳感器和ZigBee網(wǎng)絡(luò)，準(zhǔn)確而且實時地監(jiān)測病人的血壓、體溫和心跳速度等信息，從而減少醫(yī)生查房的工作負(fù)擔(dān)，有助于醫(yī)生作出快速的反應(yīng)，特別是對重病和病?；颊叩谋O(jiān)護(hù)和治療。在消費(fèi)和家用自動化市場：可以聯(lián)網(wǎng)的家用設(shè)備有電視、錄像機(jī)、無線耳機(jī)、 PC外設(shè)（鍵

6、盤和鼠標(biāo)等）、運(yùn)動與休閑器械、兒童玩具、游戲機(jī)、窗戶和窗簾、照明設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)和其它家用電器等。近年來，由于無線技術(shù)的靈活性和易用性，無線消費(fèi)電子產(chǎn)品已經(jīng)越來越普遍、越來越重要。 Chipcon 等公司已經(jīng)看到了巨大的市場需求，正在開發(fā)新產(chǎn)品以增強(qiáng)消費(fèi)電子產(chǎn)品的性能。 下篇 ZigBee技術(shù)的案例分析智能停車管理系統(tǒng)今日的中國，各大都市車滿為患的景象處處可見。許多人從當(dāng)初購車的喜悅與驕傲轉(zhuǎn)變成停車時的無奈和埋怨。有鑒于此，賣場及百貨公司停車場的興建，已成為購物者的必要訴求。一般的停車系統(tǒng)大多僅顯示每層樓有多少個停車位，并沒有辦法正確導(dǎo)引空車位的位置，顧客浪費(fèi)大量的時間在尋找離賣場入口附近的停車

7、位，造成交通擁塞、汽車排放大量廢氣、最重要的是減少顧客在賣場或百貨中購物的時間。近年來，智慧型交通控制系統(tǒng)一直是解決交通問題的熱門議題， 而其中有關(guān)停車資訊導(dǎo)引系統(tǒng)更是智慧型交通控制系統(tǒng)的基本要素。 利用ZigBee無線技術(shù)應(yīng)用在賣場或是百貨公司中的智慧型停車導(dǎo)覽系統(tǒng),主要是在百貨賣場入口處架設(shè)停車導(dǎo)引顯示器,當(dāng)車量經(jīng)由停車場入口進(jìn)入,車輛感測器啟動，此時停車導(dǎo)覽顯示器即時的更新目前停車場內(nèi)的車輛停放狀況，并顯示各出入口的位置，讓車主可決定要行駛的方向或是往下一個樓面行駛。 每個樓面的停車導(dǎo)覽顯示器可透過乙太網(wǎng)路相連接,再連線到中控中心做高效率的管理，中控中心可將資料送至 后端資料紀(jì)錄伺服器，

8、方便統(tǒng)計每天、每星期或每月車流量，另外，可將停車場資訊傳送到路況中心或是將資訊賣給即時路況系統(tǒng)服務(wù)業(yè)者，可有另一比額外的收入，場內(nèi)的管理員可隨身配帶PDA，即時顯示每層樓面停車狀況，架構(gòu)藍(lán)圖。利用分散式無線技術(shù)，系統(tǒng)除了可偵測停車格位置，同時可與其它傳感器結(jié)合，如: 煙火警報測、二氧化碳濃度、溫濕度感測器等，可隨時監(jiān)測場內(nèi)環(huán)境參數(shù)， 以創(chuàng)造更舒適之停車空間。 場內(nèi)可設(shè) VIP預(yù)約停車空間，VIP顧客可透過手機(jī)或是網(wǎng)絡(luò)預(yù)約停車位，當(dāng)VIP顧客抵達(dá)該指定停車位，獨立的柵欄會自動開啟，綜合以上所述， 該技術(shù)有以下之優(yōu)點: 1. 高效率之停車管理、與交通路況系統(tǒng)服務(wù)業(yè)結(jié)合 2. 節(jié)省停車時間、 增加顧

9、客購買力 3. 降低空氣污染 4. 打造更舒適停車空間 5. 區(qū)別VIP顧客之停車服務(wù) ，尊榮享受以無線停車傳感器及中央資訊管理電腦結(jié)合，可縮短停車所需花費(fèi)的時間， 顧客在賣場或是百貨公司停留的時間更久，并且減少車輛來回繞行的空氣污染， 并減少人力資源的成本開銷，為規(guī)劃未來智能型大樓，預(yù)先架構(gòu)出基本藍(lán)圖。 應(yīng)用領(lǐng)域：本系統(tǒng)具有穩(wěn)定、可靠、成本低、易于彈性擴(kuò)展等特點，具有很強(qiáng)的競爭力。 主要應(yīng)用于現(xiàn)行之大型賣場、百貨公司、高級飯店等開放式停車空間等。以ZigBee做為智能型停車導(dǎo)覽傳感器網(wǎng)絡(luò) ?；趯τ谥悄苄屯＼嚨腪igBee的介紹，透過ZigBee產(chǎn)品開發(fā)智能型停車導(dǎo)覽系統(tǒng)除了可清楚定位出目前

10、停車場中每層樓面的空停車格，并將資訊即時顯示到入口處顯示屏，除此之外，ZigBee可與場內(nèi)傳感器結(jié)合，如:煙霧傳感器、二氧化碳傳感器、溫濕度傳感器等，充分運(yùn)用ZigBee可多點量測的優(yōu)勢，在距離上因為采用 Mesh 架構(gòu)，資料可透過其它傳輸點傳回現(xiàn)場電腦，因此較不受距離上的限制。此外，停車場電腦收費(fèi)管理系統(tǒng)是現(xiàn)代化停車場車輛收費(fèi)及設(shè)備自動化管理的統(tǒng)稱，是將車場完全置于計算機(jī)管理下的高科技機(jī)電一體化產(chǎn)品。隨著社會的進(jìn)步和發(fā)展，人們的生活方式發(fā)生著深刻的變化，城市的交通擁擠便是現(xiàn)象之一。城市由于交通工具的增加造成的交通擁擠甚至混亂給人們的生活帶來極大的不便，這種不便迫使人們?nèi)ふ腋呒夹g(shù)的有效手段去

11、解決這種不便。智能化的停車場即是順應(yīng)這一時代需求的高技術(shù)產(chǎn)物，這不僅可以有效地解決亂停亂放造成的交通混亂，而且可以促進(jìn)交通設(shè)施的正規(guī)化建設(shè)，同時也盡可能地減少車主失車被盜的憂慮。在技術(shù)方面，其高技術(shù)性匹配于現(xiàn)有其它智能化系統(tǒng)，具有很好的開放性，易于與其它智能化系統(tǒng)組合成更強(qiáng)大的綜合系統(tǒng)，順應(yīng)各種綜合方式的高級管理。停車管理，是針對建設(shè)安全文明小區(qū)的管理需要，以物業(yè)小區(qū)內(nèi)的停車場智能化管理為目標(biāo)，重點以小區(qū)內(nèi)購買固定卡停車用戶為服務(wù)對象，以達(dá)到停車用戶進(jìn)出方便、快捷、安全，物業(yè)公司管理科學(xué)高效、服務(wù)優(yōu)質(zhì)文明的目的。對提高物業(yè)管理公司的管理層次和綜合服務(wù)水平方面將起重要的作用。智能停車管理系統(tǒng)簡略圖原理簡介：一般大型停車場可分為四個部分：入口管理系統(tǒng)、停車泊位及防盜報警系統(tǒng)、出口收費(fèi)管理系統(tǒng)以及中心管理系統(tǒng)。車輛進(jìn)入停車場感應(yīng)區(qū)時，在距離停車場10-15 m距離范圍時，由協(xié)調(diào)器發(fā)送信號，激活處于休眠狀態(tài)的ZigBee識別標(biāo)簽（車載路由節(jié)點）。識別標(biāo)簽自動連接到協(xié)調(diào)器，并向協(xié)調(diào)器發(fā)送芯片內(nèi)部存儲的車輛相關(guān)信息。如圖所示，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器將讀出的信息，包括車輛的車牌號，車型等等，通過ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂婆_。確認(rèn)進(jìn)入后，控制臺根據(jù)現(xiàn)有車位安排停車位置，從起始位置開始（圖中自左向右），經(jīng)ZigBee識別標(biāo)簽與路由節(jié)點及協(xié)調(diào)器通信，確定行駛路徑，途徑中間位置最后到達(dá)限位位置