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ZigBee技术在智能家居中的应用
摘要: ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术。采取了IEEE802.15.4强有力的无线物理层所规定的全部优点:省电、简单、成本又低的规格。
Abstract:
Key words :

ZigBee技术简介

  ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术。 

  采取了IEEE802.15.4强有力的无线物理层所规定的全部优点:省电、简单、成本又低的规格;ZigBee增加了逻辑网络、网络安全和应用层。 

  主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等。

  ZigBee的拓扑结构
 

  ZigBee设备类型 

  Coordinator(协调器

  协调器负责启动整个网络。它也是网络的第一个设备。协调器选择一个信道和一个网络ID(也称之为PANID,即PersonalAreaNetworkID),随后启动整个网络。 

  Router(路由器

  允许其他设备加入网络,多跳路由和协助它自己的子终端设备的通讯。 

  End-Device(终端设备) 

  终端设备没有特定的维持网络结构的责任,它可以睡眠或者唤醒,因此它可以是一个电池供电设备。

  ZigBee特点 

  1、数据传输速率低:10KB/秒-250KB/秒,专注于低速传输应用。 

  2、功耗低:在低功耗待机模式下,两节普通5号电池可使用6-24个月。 

  3、成本低:ZigBee?数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本。 

  4、网络容量大:网络最多可容纳65,000个设备。 

  5、网络的自组织、自愈能力强,通信可靠。 

  6、数据安全:ZigBee?提供了数据完整性检查和鉴权功能,采用AES-128加密算法。 

  7、工作频段灵活:使用频段为2.4GHz、868MHz(欧洲)和915MHz(美国),均为免执照(免费)的频段。

  ZigBee网络系统组成框架图  
 

  ZigBee系列产品类型  

  1、ZigBee遥控器  

  设备类型:终端设备 

  功能:控制网络内与其进行过对码的设备,并实时显示设备状态。采用新型基于IEEE802.15.42.4GHzRFMCU和最新ZigBee2007/Pro协议栈,对ZigBee系列的电源插座,智能、调光开关,电动窗帘进行控制,配合ZigBee红外转发设备,控制家中所有的电器设备,取代原有遥控器可以实时查询显示设备当前状态,采用触摸按键,旋转调光、控制音量,震动唤醒。 

  操作:存储单控对码信息 

  菜单选择切换语言 

  对码、控制过程状态菜单提示 

  触摸按键区对码和设备控制 

  五向键设备切换,菜单操作 

  机械滑动键调光、音量调节  

   2、ZigBee红外转发器  
  
  功能:接收网关或遥控器指令,实现无线码到红外码的转发,从而可用无线方式对家电设备进行控制。 

  操作:使用前需要和网关或协调器、家电红外遥控器对码 

  3、ZigBee单键调光开关  

  设备类型:路由器 

  功能:接收网关或遥控器指令进行灯控,开关和调光,并对执行情况反馈 

  操作:操作前需要和网关和遥控器进行单控和情景对码操作,并会存储情景对码信息 

   4、ZigBee双键智能开关  

  设备类型:路由器 

  功能:接收网关或遥控器指令进行单控或场景控制,并对执行情况反馈 

  操作:操作前需要和网关和遥控器进行单控和情景对码操作,并会存储情景对码信息 

  5、ZigBee窗帘控制器 
  
  设备类型:路由器 

  功能:接收网关或遥控器指令进行窗帘开关控制,并对执行情况反馈 

  操作:操作前需要和网关和遥控器进行单控和情景对码操作,并会存储情景对码信息 

  6、插座-协调器 

  设备类型:路由器 

  功能:插座协调器合一设备,提供拨动开关,切换设备类型;在不存在网关的情况下,切换为协调器设备,否则这作为普通开关使用 

  操作:操作前需要和网关和遥控器进行单控和情景对码操作,并会存储情景对码信息 

  7、ZigBee其它产品 

  ZigBee外接控制模块 

  USB,RS485通信

  Zigbee智能家居系统拓扑图 
 

  ZigBee智能家居是以家庭为单位进行设计安装,每个家庭都安装一个家庭网关、若干个无线通讯ZigBee子节点模块。在家庭网关和每个子节点上都接有一个无线网络收发模块(符号ZigBee技术标准的产品),通过这些无线网络收发模块,数据在网关和子节点之间进行传送。

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