ZigBee在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

1、計(jì)算技術(shù)信息發(fā)展 與 。ZigBee 是一個(gè)低成本、 低功耗的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。 首先, 它 的低成本使之能廣泛適用于無(wú)線監(jiān)控方向的應(yīng)用; 其次, 低功 耗使之能有更長(zhǎng)的工作周期; 最后, 它所支持的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) 使之能有更強(qiáng)的可靠性和更廣的覆蓋范圍。ZigBee 協(xié)議的物理層和 MAC 層直接采用的是 IEEE 802.11.4的標(biāo)準(zhǔn)。 IEEE 802.11.4的物理層 (PHY 采用直接 序列展頻 (DSSS , Direct Sequence Spread Spectrum 技術(shù), 以 化整為零方式, 將一個(gè)訊號(hào)分為多個(gè)訊號(hào), 再經(jīng)由編碼方式 傳送訊號(hào)避免干擾。 在媒體存取控制 (MAC

2、層方面, 主要是 沿用 IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的 CSMA/CA方式, 以提高系統(tǒng) 兼容性, 所謂的 CSMA/CA是在傳輸之前, 會(huì)先檢查信道是 否有數(shù)據(jù)傳輸, 若信道無(wú)數(shù)據(jù)傳輸, 則開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸動(dòng) 作, 若有產(chǎn)生碰撞, 則稍后重新再傳。 ZigBee 的高層協(xié)議則 由 ZigBee 聯(lián)盟所主導(dǎo)的, 定義了網(wǎng)絡(luò)層 (Network Layer 、 安 全層 (Security Layer 、 應(yīng)用層 (Application Layer 、 以及各種 應(yīng)用產(chǎn)品的資料 (Profile 。 協(xié)議棧如下圖 1所示。 ZigBee 聯(lián) 盟成立于 2002年 8月, 由英國(guó) Invens

3、ys 公司、日本三菱電氣 公司、美國(guó)摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司組成, 如今已經(jīng)吸引了上百家芯片公司、 無(wú)線設(shè)備公司和開(kāi)發(fā)商的 加入 計(jì)算技術(shù)信息發(fā)展 與 。物 聯(lián) 網(wǎng) 是 在 計(jì) 算 機(jī) 互 聯(lián) 網(wǎng) 的 基 礎(chǔ) 上 , 利 用 RFID 、 無(wú)線數(shù)據(jù)通信等技術(shù), 構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界上萬(wàn)事萬(wàn)物的 “ Internet of Thing-s ” 。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中, 物品 (商品 能夠彼此進(jìn)行 “交流” , 而無(wú)需人 的干預(yù)。其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識(shí)別 (RFID 技術(shù), 通過(guò)計(jì)算機(jī) 互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品 (商品 的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享。而 RFID , 正是能夠讓物品 “開(kāi)口說(shuō)話” 的一種技術(shù)

4、。 在 “物 聯(lián)網(wǎng)” 的構(gòu)想中, RFID 標(biāo)簽中存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信 息, 通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng), 實(shí)現(xiàn)物品 (商品 的識(shí)別, 進(jìn)而通過(guò)開(kāi)放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信 息交換和共享, 實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的 “透明” 管理?！拔锫?lián)網(wǎng)” 概念的問(wèn)世 , 打破了之前的傳統(tǒng)思維。 過(guò)去的思 路一直是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和 IT 基礎(chǔ)設(shè)施分開(kāi):一方面是機(jī)場(chǎng)、 公路、 建筑物 , 而另一方面是數(shù)據(jù)中心, 個(gè)人電腦、 寬帶等。而 在 “物聯(lián)網(wǎng)” 時(shí)代, 鋼筋混凝土、 電纜將與芯片、 寬帶整合為統(tǒng) 一的基礎(chǔ)設(shè)施, 在此意義上, 基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工 地, 世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行, 其

5、中包括經(jīng)濟(jì)管理、 生產(chǎn)運(yùn) 行、 社會(huì)管理乃至個(gè)人生活。第二屆國(guó)際 epc 與物聯(lián)網(wǎng)高層論壇 2005年 11月 17日, 在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì) (WSIS 上, 國(guó)際電信聯(lián)盟 (ITU 發(fā)布了 ITU 互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告 2005:物聯(lián)網(wǎng) , 報(bào)告指出, 無(wú)所 不在的 “物聯(lián)網(wǎng)” 通信時(shí)代即將來(lái)臨, 世界上所有的物體從輪 胎到牙刷、 從房屋到紙巾都可以通過(guò)因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行交換。 射 頻識(shí)別技術(shù) (RFID、 傳感器技術(shù)、 納米技術(shù)、 智能嵌入技術(shù)將到更加廣泛的應(yīng)用。如下圖 2所示, 正是 ZigBee 聯(lián)盟規(guī)劃好的其應(yīng)用范圍圖, 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

6、物聯(lián)網(wǎng)中大有作為。如圖 3所示, 這是 ZigBee 在智能停車管理系統(tǒng)中的應(yīng)用。 一般大型停車場(chǎng)可分為四個(gè)部分:入口管理系統(tǒng)、 停車泊位及 防盜報(bào)警系統(tǒng)、出口收費(fèi)管理系統(tǒng)以及中心管理系統(tǒng)。當(dāng)車 輛進(jìn)入停車場(chǎng)感應(yīng)區(qū)時(shí), 在距離停車場(chǎng) 10-15m 距離范圍時(shí), 由 計(jì)算技術(shù)信息發(fā)展 與 。 圖 3智能停車管理系統(tǒng)4結(jié)語(yǔ)ZigBee 以其低功耗、 高可靠等優(yōu)點(diǎn)在短距離無(wú)線傳輸技 術(shù)中占有一席之地, 而物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)日漸普及的今天, 也 離我們?cè)絹?lái)越近。 ZigBee 與物聯(lián)網(wǎng)的融合的時(shí)機(jī)和商機(jī)也 日漸成熟, 通過(guò) ZigBee 可以使各個(gè)覆蓋區(qū)域中的物體節(jié)點(diǎn)有 機(jī)的結(jié)合起來(lái), 充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的作用, 讓生活更舒適、 工作 更輕松。 本文中舉得智能停車管理系統(tǒng)就是例證。 雖然如今不夠成熟, 但可見(jiàn)的將來(lái) ZigBee 在物聯(lián)網(wǎng)中的作用將越來(lái)越 大。注釋:Zi gB ee Speci f i cat ion 2007S/O L .ht t p:/w ww . zi gb