基于ZigBee数据采集系统的设计毕业论文
基于ZigBee的无线数据采集系统的设计

论文关键词:数据采集ZigBee CC2430C8051F020论文摘要:以C8051F020和射频芯片CC2430为核心设计了低功耗的无线数据采集系统,文章介绍了ZigBee技术、并给出了基于ZigBee的无线数据采集系统的组成,最后通过使用CC2430芯片完成了采集节点、主控单元的硬件与软件设计,实现了数据的采集和无线传输。
数据采集是现场中应用最广的技术之一,企业在生产时需要实时监测电压、温度、压力、流量的变化。
现有的采集系统大多采用预先布线,通过有线方式进行数据采集,主要存在的问题有:扩展性较差、布线繁琐、不方便对移动设备监测,不能进行临时数据采集。
为此本文介绍了如何利用射频芯片CC2430与C8051F020实现基于ZigBee的无线数据采集系统。
1. ZigBee简介ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线协议,主要应用于低速率,低功耗设备的组网,支持250kbit/s的数据传输速率,可以实现一点对多点的快速组网。
ZigBee技术的主要优点有省电、可靠、低、时延短、网络容量大、安全。
完整的ZigBee协议栈由层、介质访问控制层、网络层、安全层和应用层组成。
IEEE 802.15.4定义了物理层和介质访问控制层协议, 网络层和安全层由ZigBee联盟制定,应用层根据用户自己需要,对其进行开发利用。
无线通信技术上,采用免冲突多载波信道接入(CSMA-CA)方式避免了无线电载波之间冲突。
此外,为保证传输数据的可靠性,建立了完整的应答通信协议。
ZigBee设备为低功耗设备,其发射输出功率为03.6dBm,通信距离为30~70m,具有能量检测和链路质量指示能力,根据这些检测结果,设备可以自动调整发射功率,在保证通信链路质量的条件下,最低限度地消耗设备能量。
在组网性能上,ZigBee可以构造为星形网络或者点对点对等网络。
在每一个ZigBee组成的无线网络中,连接地址码分为16bit短地址码或者64bit 长地址码,具有较大的网络容量[1,2,3]。
基于ZigBee的PLC无线数据采集系统设计

数据采集和传输 的方案 。本设计 以射频芯片 C 2 3 C 4 0为核心设计 了基于 Zg e 无 线传输协 议 的 P C数 据采集系 iB e L 统, 实现 了包括 区域 内的温度数据 检测 、 基于 Zg e i e的无线 的数据传输 、 S3 B R 2 2协议与 R 42和 R 4 5协议之间 的 S2 S8
第2 9卷第 6期
Vo . 9, . 1 2 No 6
西 华 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )
Ju n lo h aUnv ri ・ Naua ce c o ra fXiu iest y trl in e S
21 00年 1 1月
NO . O1 V2 0
文 章 编 号 :6 319 ( 00 0 -0 8 4 17 — X 2 1 )60 2 - 5 0
Absr t:n ode o s l edaa c le t o l ms i o pe ii e ins hi ril a e I r r t o v t ol ci prb e n s me s cfcr go ,t sa tce g v u g sin b se n ZiBe o o ng
转换 、L P C与 C 2 3 C 4 0和 P C机之 问数据交互 以及通过上位组态软件 MC S 温度数据监控等诸多功能 。经实验调 G 对
试 , 采 集 系 统 达 到 了设 计 的 要求 , 果 良好 , 实 现 Zg e 技 术 在 工业 领 域 的应 用 具 有 实 际 意 义 。 该 效 对 i e B
基 于 Zg e iB e的 P C无 线数 据 采 集 系统 设 计 L
史 品, 郑 萍
( 华 大 学 电 气信 息 学 院 , 西 四川 成 都 6 03 ) 10 9
基于zigbee技术的传感器无线信息采集毕业论文[管理资料]
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毕业论文二○一四年六月基于ZigBee技术的传感器无线信息采集专业班级:通信(2)班姓名:宋超指导教师:谭克俊信息科学技术学院摘要近年来,随着物联网技术的发展和无线传感网的出现,ZigBee技术作为一种低功耗、低成本、高可靠性的新兴技术备受关注,已经在人类未来生活和科技发展中展现出蓬勃发展的趋势。
本文在综述ZigBee协议规范的基础上,完成了传感器节点信息采集传输以及通过串口对ZigBee节点控制系统的设计。
文章介绍了ZigBee通信的特点,对现有几种无线通信方式进行了比较。
通过对ZigBee网络拓扑结构、组网方式的描述,为产品研发和网络分析提供基础。
深入探究了ZigBee网络层结构,在网络层结构中详细阐述了相关管理、服务规范原语,通过对原语分析深入信息传输方式及软件开发流程。
论文在深入探究ZigBee底层规范标准的基础上,在IAR集成开发环境下,对以CC2530为核心处理器的ZigBee模块设计、使用及应用进行了具体实现,软件方面对ZigBee协调器、节点完成了编程,通过协调器对节点发送广播查询信息并实现与节点设备进行连接,自动完成组网过程,并通过节点对传感器信息进行采集传输;硬件方面完成了ZigBee协调器、路由器、节点的硬件电路设计,搭建了ZigBee网络以及对节点的扩展,并进一步利用PC机串口与协调器通信,完成对节点的无线控制。
关键词:ZigBee技术;传感器;无线通信;自组网;CC2530ABSTRACTIn recent years, with the development of Internet of things and wireless sensor network, ZigBee technology, as a new kind of low power consumption, low cost, high reliability , has showed vigorous development trend in the future development of science and technology in human on the ZigBee protocol specification,designed a system of the data collection and transmission on the nodes connected with sonsors,and control the nodes by wireless.This paper lists the characteristics of the ZigBee communication, several existing wireless communication modes are compared, demonstrate the outstanding performance that other wireless communication technology does not have, the ZigBee wireless communication technology has broad application range and prospect. Based on the description of ZigBee network technology, network mode provides the basis for the product development and network analysis. This dissertation focuses on the study of ZigBee network layer structure, the network layer structure in detail the relevant management, standardized service primitives, by the deep analysis of information transmission mode and the software development process, from the bottom provides based software development application interface .On the basis of studying the bottom of the ZigBee standard, in the IAR integrated development environment, and used the ZigBee module with CC2530 as the core processor that we completed module design and made simple realization .In the software ,programmed the ZigBee coordinator and the nodes,the coordinator node finds and connetes the nodes by using broadcast,complete a ad-hoc network,then collect and transfer data through the nodes connected with the hardware,designed the circuit of ZigBee coordinator,router,and other nodes,completed a ZigBee network and the extension of ,successfully used the PC serial port to communicate with coordinator,to control the nodes by wireless.Keywords: ZigBee technology; sensor; wireless; ad-hoc ; CC2530目录第1章绪论 (1)课题背景 (1)ZigBee发展现状 (2)论文的主要工作 (3)第2章ZigBee技术 (4)ZigBee技术简介 (4)ZigBee的技术特点 (4)ZigBee组网通信方式 (5)ZigBee协议的体系结构 (6)物理层 (7)MAC层 (7)网络层 (9)应用层 (10)第3章ZigBee网络层规范 (11)ZigBee网络拓扑结构方式 (11)星型拓扑结构 (12)点对点型拓扑结构 (13)网络层服务规范 (15)网络层数据服务(MCPS) (15)网络层管理服务(MLME) (15)网络层帧格式 (16)网络层路由算法 (18)Tree路由算法 (18)AODV路由算法 (19)T-AODV路由算法 (20)第4章软件部分设计 (22)IAR集成开发环境 (22)程序设计 (23)第5章硬件部分设计 (28)CC2530 (28)传感器 (29)基于自组网的多节点温度采集 (31)PC机串口无线控制终端节点 (32)结论 (33)参考文献 (35)致谢 (37)基于ZigBee技术的传感器无线信息采集第1章绪论课题背景近些年来,无线通信业正处于上升阶段,并且一直追求研发高速、可靠的宽带无线通信技术,高速无线通信技术和产品可谓层出不穷,并且通信速率不断提升,距离也不断增加,市场的导向使人们对高速无线通信技术更加“偏爱”,而低速无线通信领域却受到了一些冷遇。
基于zigbee的智能温室数据采集系统毕业设计

毕业设计(论文)题目基于Zigbee的智能温室数据采集系统毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
本科毕业论文-基于ZigBee的数据采集系统的设计【范本模板】

西安航空学院本科毕业设计(论文) 题目:基于ZigBee数据采集系统的设计学院: 电子工程学院专业:测控技术与仪器学号:**************学生姓名:******指导教师: **********2016年5月25日近年来科技水平不断提高,各行各业也对获取数据的便捷性、准确性、廉价性提出来越来越高的要求。
无论工业现场还是在家庭,温湿度都是一个非常重要的因素。
然而在某些高腐蚀的环境下通过布设电缆,进行采集是不易的。
实现无线数据采集的无线化、智能化是最理想的解决方案.ZigBee作为一种最新推出的无线通信技术,已经在工业自动化、智能医疗、消费电子产品方面得到了普遍的应用.本文是在ZigBee技术做了深入的研究下,完成了基于ZigBee的温湿度数据采集系统的设计.本文主要利用CC2530芯片作为整个系统的核心,采用IEEE 802.15。
4协议作为整个网络的通信协议.前端高精度的DHT11温湿度传感器把检测数据通过终端节点,发送到另一个作为整个无线网络协调器的ZigBee模块,并用电平出发的LCD12864显示模块进行显示。
本文中搭建的微型无线数据采集网络,实现了温度和湿度数据的实时采集。
本设计提出的无线数据采集的方式,为现场数据监测的无线化设计和实际应用问题的解决,提供了思路。
关键字:无线数据采集系统;温湿度;ZigBee;CC2530;DHT11In recent years, science and technology has improved continuously, businesses also easy access to data,accuracy, cheapness raised higher and higher requirements。
Whether at home or industrial field,temperature and humidity is a very important factor. However, in some highly corrosive environment by running cables, acquisition is not easy。
基于ZigBee技术的温湿度数据采集系统设计毕业设计

毕业设计基于ZigBee技术的温湿度数据采集系统设计摘要:本设计提出了一种利用新型低功率、低成本的ZigBee无线网络技术来实现分布式温湿度检测系统的方法。
该方法采用了一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器芯片SHT11来对温湿度进行数据采集,并采用符合ZigBee标准的CC2430射频芯片作为传感器节点的数据采集和处理单元。
在IAR开发环境下编写和编译传感器节点程序,实现了无线传感器网络采集温湿度信号及传感器节点之间的数据传输功能。
本设计对无线传感器网络化农业工业等温湿度数据采集系统进行了测试和应用性试验,结果表明该系统各项技术性能指标达到设计要求,具有推广和应用价值。
关键词:ZigBee,温湿度,SHT11,CC2430,无线传感网络,数据采集Abstract:This paper proposes a method to realize the distributed detection system of temperature and humidity using zigbee wireless network technology which is new low-power, low cost. The method collects data on temperature and humidity by using a single chip relative humidity and temperature multi sensor comprising a calibrated digital output, using the line with zigbee standard CC2430 radio chip as the sensor nodes in data collection. After writing and compiling procedures in the IAR development environment, sensor nodes achieve a wireless sensor network by collecting temperature and humidity signals and transmission data between nodes. The design makes the application experiment on wireless sensor networks of agricultural industrial temperature and humidity data acquisition system, the results show that the technical performance indicators meet the design requirement with the promotion and application value.Keyword: ZigBee, Temperature and humidity, SHT11, CC2430, Wireless sensor networks, Data acquisition目录1 前言 (5)2 无线传感器网络 (5)2.1 无线传感器网络体系结构 (6)2.2 无线传感器网络特点 (7)2.3 无线传感网络的发展趋势 (8)3 Zigbee技术简介 (9)3.1 Zigbee技术的由来 (9)3.2 Zigbee的技术特点 (9)3.3 Zigbee协议栈 (10)3.4 Zigbee网络拓扑结构 (11)4 系统总体方案设计 (12)4.1 系统总体框架 (12)4.2 无线传感网络节点设计 (12)4.3 系统设计芯片的选择 (13)4.3.1 SHT11介绍 (13)4.3.2 CC2430介绍 (16)4.3.3 RS-485 (17)5 系统的硬件设计 (18)5.1 采集单元设计 (18)5.2 CC2430单元设计 (20)5.2.1 处理器单元设计 (20)5.2.2 通讯模块设计 (21)5.2.3 天线 (21)6 系统的软件设计 (22)7 系统测试 (23)7.1 系统测试结果 (25)7.1.1 组网测试结果 (25)7.1.2 数据传输及显示测试结果 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)1 前言目前的环境状况逐渐恶化,已引起人们广泛的关注。
基于zigbee技术的数据采集传输系统设计

J o u r n a l of W u h a n P o l y t e c h n i c 电子与计算机技术基于zigbee 技术的数据采集传输系统设计王卫华(河南警察学院,河南郑州450000)摘要:ZigBee 技术作为一种短距离、低功耗、低成本的无线通信技术,有效地弥补了短距离无线通 信的一些不足和缺点。
通过利用Z 1gbee 通讯协议提出了一个无线数据采集传输系统方案, 设计并实现了数据采集传输系统的网络结构、硬件组成和软件程序流程设计,该系统具有 覆盖范围广、适应性强、性能安全稳定、操作简单等特点,实现了数据无线采集和传输的功 能。
关键词zigbee 技术;无线网络;传感器;数据采集中图分类号:TN 92文献标识码:A 文章编号:1671-931X (2017) 01-0076-03随着无线网络通信技术的迅猛发展,利用无线 网络和传感器进行数据采集和传输被越来越多的领 域应用,有效克服了有线网络费用高、布线困难、灵 活性差的缺点,具有良好的性价比和可扩展性。
近年 来,各个应用领域对无线数据传输的实时性、安全性 和灵活性的要求不断提高,建立一个安全可靠的无 线数据采集传输网络成为广大用户的急切需求。
一 种基于zigbee 技术的无线数据采集通信网络系统以 其低功耗、低成本、安全可靠的优良特性受到了用户 的青睐,成为一种便捷好用的无线数据传输方法。
一、Zigbee 技术概述Z igbee 网络技术是基于IEEE 802.15.4标准协议 的,具有低功耗、低传输率、短距离、延时短、安全可靠 等优良特性,并且拥有很好的路径选择、自动连网、广 泛适用性等功能,非常适用于数据传输量较小的网络 系统中。
一个完整的Zigbee 协议栈包括应用层、汇聚 层、网络层、数据链路层、物理层五个部分[1]。
Zigbee 协 议应用功耗低,2节5号电池能够使用6个月以上,简 化了频繁更换电池的麻烦。
一个使用范围内最多可以 同时容纳100个zigbee 网络。
基于ZigBee的能源数据采集自组网系统设计

zg e支持 星状 网、树状 网和网状 网三种网络拓扑 iB e
结构[,系统节点具有多跳路 由功能 ,网络健壮性 和系 2 】 统可靠性强。Zg e 网络 中包含协调器 、路由器 和终端 i e B 设备三种类 型的节点 。一个Zg e 网络有且仅有一个协 i e B 调器 ,作为整个 网络启动 、维护的 中心[,路 由器主要 2 】
轮 询方式 中 ,数据 采集终 端对应 采用 被动 工作方 式 ,即所有 的数据采 集操作 都是 由 中心 节点 发起 ,对
参考文献
…杜 丽敏, 郭文成. i e技 术在远程抄 表 系统 中的应用Ⅲ. 片 zg e B 单
机 与嵌 入 式 系统 应 用 . 0 () 2 67. 0
各 节点逐 个发送 数据 采集命 令 ,相应节 点接 收到命令
数据采集模块 、Zg e无线通信模块 、时钟模块 、电源 iB e
模块 等几 大部分 组成。其 中,数据采集模块可通过R . S
用 。本 文提 出了一种基 : Zg e 的能源数 据采集 自组 J iB e :
网系统 ,以解 决工业 企业 能源数据采 集在组 网方 面存
在的问题 。
2 2 S 4 等通信方式 与具 有数字信 号输 出 的能源计 3 、R 8 5
志 . 0 (2:. 2 31) 0 8
企业增值开发政府信 息资源 的主体作用 ,进而推动信息
产业 的快速发展 。 ( )推进政 府信息资源公开的立法工作 二
[】 3原光, 艺. 国政府信 息资 源增值 利用模 式的创 新 Ul 王 我 统计 与 J 决策, 0 (6: — 2 2 91) 0 7 0 7
成首 、末两个节点所采样 的数据在时间上略有偏差 ,但
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基于ZigBee数据采集系统的设计毕业论文目录第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 ZigBee技术简介 (2)1.3 国外研究现状 (3)1.4 基于ZigBee的数据采集系统的意义 (4)1.5 论文主要容与组织结构 (5)第二章系统总体方案设计 (6)2.1 系统的设计原则 (6)2.2 系统硬件组成 (6)2.3 系统关键技术介绍 (7)2.3.1 ZigBee协议体系 (7)2.3.2 ZigBee网络结构 (9)2.4 ZigBee无线芯片的选取 (12)第三章硬件电路的设计 (13)3.1 总体设计方案 (13)3.2 C2530无线单片机介绍 (13)3.2.1 CC2530芯片的硬件组成 (14)3.2.2 CC2530芯片的主要特征 (15)3.3 CC2530基本电路 (17)3.4 CC2530外围节点电路 (18)3.4.1 数据采集电路 (18)3.4.2 串口转USB电路 (20)3.4.3 电源电路 (20)3.4.4 显示电路 (21)3.4.5 键盘电路模块 (23)3.4.6 天线 (23)第四章软件设计 (24)4.1 IAR开发平台的介绍 (24)4.2 传感器模块的软件设计 (25)4.3 协调器的软件设计 (26)4.4 IAR开发平台程序烧录 (26)4.4.1 创建一个新工程 (26)4.4.2 工程参数设置 (27)4.4.3 添加项目代码 (28)第五章总结与展望 (30)5.1 设计总结 (30)5.1.1 基本功能实现...... ............ .......................................... . (30)5.1.2 无线数据采集的测试...... .................. .. (31)5.2 前景展望 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录 (39)第一章绪论1.1 课题背景数据采集技术与信号处理技术、传感器技术、计算机技术共同构成了现代检测技术的基础[1]。
数据采集技术是通过前端采集器件收集温湿度、压力、PH值等参数,并以其他方式显示的技术[2]。
数据采集技术是为了方便工程技术人员对设备的操作,从而降低生产成本,提高产品质量。
也就是说,是利用传感器、微控制器、信号以及其他技术的数据采集系统,是将获取的温湿度、压力、PH值等现场参数,通过A/D转换电路,将模拟量转换为数字量,利用微处理器进行运算,并将输出显示的技术。
将得到的结果进行显示,以方便操作人员使用,从而使产品质量提高,使生产成本降低。
至于数据的采集方法而言,传统的数据采集为电缆采集,它存在一些缺点,比如在高腐蚀环境下,布线复杂、操作不方便。
电子技术、信号处理技术、无线通信网络技术的发展,为数据采集方式无线化提供了技术保障。
无线数据采集是通过无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)进行数据采集的技术。
WSN是节点之间以自动组网的方式,建立无线传感网络,网络中作为协调器的节点接收和存储从各个终端节点发送出的节点所处现场的物理参数,并以无线电的方式给用户传输数据的技术。
所以,无线采集方式是对传统的有线采集方式的有效替代,克服了传统数据采集方式的劣势。
科技水平的提高,电子产品不但可靠性逐渐提高,而且成本越来越低。
可靠性不断提高的电子产品,使WSN系统可以获得超越以前的网络传输速率,和前所未有的安全性。
WSN的特点都超越了本来有线传感器系统引以为豪的好技术指标,而且无线数据采集还解决了有线网络布线困难的致命缺点。
无线传感器网络可以使得线路维修困难的问题可以解决,提高了无线数据采集系统的环境适应性。
为了满足人们对无线采集技术的要求,ZigBee技术种应运而生,完善了生态版图。
它可以以嵌入设备的形式,广泛应用于各个领域的自动化控制方面。
作为短距离无线通信技术,ZigBee以其低功耗、低复杂度、操作简单等独特的优势得到了人们的青睐。
ZigBee低功耗的特点的优势,在工业现场需要长期检测、不便改变节点位置的位置得到凸显。
主协调器ZigBee节点通过自组网的形式与周围的终端节点组成网络,互联共享数据。
ZigBee节点可以自动加入和离开网络,加入网络时可以自动搜索与之匹配的协调器节点。
ZigBee已经以其无与伦比的优势成为了无线通信的首选协议。
本设计将传感器技术和ZigBee技术相结合,力图通过数据采集的无线化解决由于现场布线困难、一次性采集成本昂贵等因素导致不便对现场数据采集的问题。
1.2 ZigBee技术简介“ZigBee”一词来自蜜蜂。
当蜜蜂发现食物时,会以跳ZigZig型舞的方式,通过翅膀的震动来向同伴告知所发现的花粉源的具体信息,比如花粉源的方位、距离、花粉多少等信息,以方便与同伴分享食物。
通过观察蜜蜂这种觅食的方式,人们想到无线通信问题的解决方法。
为了纪念蜜蜂给人们带来的思路,早期将这种技术命名为“紫蜂”。
随着时代的发展,人们也把这种新型短程无线通信技术,命名为“ZigBee”。
ZigBee早期也曾被称过“HomeRF Life”、“RF-EasyLink”或者“FireFly”无线通信技术,目前统一称之为“ZigBee技术”。
ZigBee的核心是多信道无线通信装置和微控制器,他们都被集成在一两块半导体芯片上,封装如同小指甲盖大小的塑料封装里。
使用ZigBee技术所实现的产品,一般采用较为廉价的8位微控制器,将无线射频发射模块集成在一块芯片上,外围接上几个电阻、电容和晶振等元器件,再接一些A/D、D/A、I/O接口及一些控制电路,这就组成了各种智能控制节点、无线网络传感器节点等的核心模块。
在硬件电路的基础上还要加上必要的程序设计,这样才能构成完整的控制模块。
ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4协议的开放的无线个人局域网(Wireless Personal Area Networks,WPAN)标准。
IEEE 802.15.4协议标准定义了网络的基础层,比如物理层(Physical Layer,PHY)和媒体接入控制层(Media Access Control Layer,MAC),而ZigBee则定义了更高的网络协议层,比如说网络层(Network Layer,NWK)、应用层(Application Layer,APL)等。
ZigBee课工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)、915MHz(美国流行)3个频段上,分别具有250kbps、20kbps 和40kbps的传输速率,ZigBee这三个频段的特点如图1.1所示。
ZigBee技术主要用于近距离传输,传输距离在10~75m,如果需要增加距离,则需要增加发射频率。
从ZigBee联盟和一些主流的厂商的推广介绍来看,ZigBee技术将在自能家居、智能交通、智能建筑、农业自动化方面得到广泛应用和长足发展。
2.4GHz 频带ISM使用范围全世界数据传输速率信道数欧洲ISM北美868MHz 915MHz250kbps20kbps40kbps16110图1.1 ZigBee三频段特点1.3 国外研究现状世界各国都在建设无线通信网络,人们的生活和网络越来越密切。
今后家居联网,“物”联网,使得ZigBee这样的低速的短程无线通信方式得到广泛应用。
伴随着ZigBee技术的发展,近年来许多企业还有组织纷纷涉足这个研究领域,前所未有的技术和功能越来越强大的产品络绎不绝的出现。
新的产品会促使技术的发展,在这样一个无线通信技术飞速发展的时代,ZigBee肯定会得到长足的发展。
2000年12月,美国电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)成立了802.15.4工作组,负责低速无线个域网(LR-WPAN)的物理层和MAC层协议的研究和制定。
在2003年年初,802.15.4工作组正式公布了无线通信标准协议IEEE 802.15.4。
2002年8月,由英国的英维斯公司、日本的Mitsubishi Electric公司、美国的摩托罗拉公司还有荷兰飞利浦公司等共同发起并成立了ZigBee联盟。
以IEEE 802.15.4中的MAC和PHY为基础,ZigBee联盟不仅对ZigBee技术的NWK和更高的网络规层进行了制定,而且对进行网络设备的测试和市场的推广工作也进行了规。
这样做是为了实现家里各种由不同厂家生产的产品能够相互兼容,可以达到与同类产品抗衡的水平,以更快的在这一领域开拓市场。
ZigBee联盟于2004年底发布了ZigBee 协议1.0版本规,2006年11月发布了ZigBee协议1.1版本规,2007年10月发布了ZigBee Pro版本规,可以说ZigBee2007 Pro标准是一个真正的网状网络标准。
2009年9月,ZigBee联盟宣布RF远程控制新的标准ZigBeeRF4CE规取代了远程控制领域的红外(Infra-Red,IR)还有射频(Radio Frequency,RF)通信,并且ZigBee技术允许超视距数据传输,这一区别使得消费型电子(Consumer Electronics,CE)的超视距控制距离越来越远,设备的低功耗使得设备使用寿命延长。
ZigBee这一特点使得该技术可以广泛的用于各种设备,比如机顶盒、无线点灯等家用设备。
2009年4月,ARM和Ember宣布Ember的下一代ZigBee半导体将采用ARMCortex-M3处理器,为快速增长的ZigBee市场设置一个高性能和低功耗的新标准。
2009年五月份ZigBee联盟同欧洲智能计量产业集团(European Smart MeteringIndustry Group,ESMIG)一起为欧盟(European Union,EU)的无线智能化的计量产业技术定义了各种设备之间兼容的通信标准规。
ZigBee技术进入中国国时,其技术已经发展相对成熟。
虽然ZigBee在国起步较靠后,但是它如雨后春笋的快速发展,新的应用ZigBee技术的产品和新兴企业遍地开花。
比如在2007年我国的华立仪表公司就和Ember开启了关于新型的基于ZigBee 技术的集中抄表系统的创新项目进行了合作,并且这个项目在过后两年的时候得到了政府科技部门的认可。
这个项目就是利用Ember公司所生产的ZigBee芯片还有IEEE 802.15.4标准协议完成了无线数据协调器、无线数据采集终端还有其所用软件的设计,从而组成了这个新型的无线智能抄表系统,实现了远程无线抄表和管理功能。
近年来将ZigBee技术与GSM网进行结合,实现无线定位数据采集功能,是今后的一个重要发展方向。