前言

    隨著(zhù)工業(yè)現場(chǎng)控制和自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，無(wú)論是基于集散控制結構，還是基于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的監控系統，其信號傳輸方式都為有線(xiàn)傳輸，即通過(guò)線(xiàn)纜把各類(lèi)傳感器和執行機構等連接起來(lái)，由于布線(xiàn)復雜，使得系統的可靠性和抗干擾性能有所降低，增加了后期維護的難度，而采用無(wú)線(xiàn)的方式可以有效地避免這些問(wèn)題。

    一、 ZigBee簡(jiǎn)介

    ZigBee技術(shù)作為一種新興的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，與藍牙和WIFI相比，具有距離短、復雜度低、功耗低、數據速率低、成本低和自組網(wǎng)等特點(diǎn)，適合于自動(dòng)控制領(lǐng)域的傳感器和執行機構等設備的聯(lián)網(wǎng)，ZigBee是 一組基于IEEE802.15 .4無(wú)線(xiàn)標準研制開(kāi)發(fā)的有關(guān)組網(wǎng)、安全和應用軟件方面的技術(shù)標準。協(xié)議?；陂_(kāi)放互連標準OSI 7層模型，由應用層、應用接口、網(wǎng)絡(luò )層、數據鏈路層和物理層組成。網(wǎng)絡(luò )層以上的協(xié)議由ZigBee聯(lián)盟負責制定，IEEE制定物理層和鏈路層標準，其結構圖如圖1所示。

               

    IEE E8 02 .15 .4在 物理層(PHY)定義了兩個(gè)標準，分別是2. 4 GHz物理層和868 / 915 MHz物理層。各頻段可使用的信道分別有16個(gè)、10個(gè)或1個(gè)，各自提供250kb/s,40kb/s和20kb/s的傳輸速率，物理層在各個(gè)頻段皆采用直接序列擴頻技術(shù);IEEE802.15 .4的MAC子層協(xié)議對應于OSI模型中數據鏈路層中的MAC子層，采用了CSMA-CA的碰撞避免機制，其功能包括設備間無(wú)線(xiàn)鏈路的建立、維護和斷開(kāi)、確認模式的幀傳送與接收、信道接人與控制、幀校驗與快速自動(dòng)請求重發(fā)、預留時(shí)隙管理以及廣播信息管理等。該層定義了廣播幀、數據幀、確認幀和MAC命令幀等4種幀類(lèi)型。網(wǎng)絡(luò )層主要負責網(wǎng)絡(luò )機制的建立與管理，實(shí)現自我組態(tài)與自我修復功能，實(shí)現節點(diǎn)加人或離開(kāi)網(wǎng)絡(luò )、接收或拋棄其它節點(diǎn)以及路由查找和傳送數據等功能，支持多種路由算法和多種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構。應用接口層則是把不同的應用映射到ZigBee網(wǎng)絡(luò )上，主要包括安全屬性設置和多個(gè)業(yè)務(wù)數據流的匯聚等功能。

    二、 泓格ZigBee產(chǎn)品

    泓格公司在ZigBee大概分成3類(lèi)，能夠滿(mǎn)足客戶(hù)ZigBee各種網(wǎng)絡(luò )要求，如下表所示：

         
         

    三、產(chǎn)品應用

            

            圖2 ZigBee在樓宇中的應用

             

           圖3 ZigBee中繼器應用框圖

               

                圖4 ZigBee中繼器應用框圖

               

             圖5 ZigBee網(wǎng)絡(luò )應用框圖

              

            圖6 ZigBee與I-7000模塊應用框圖

                 

            圖7 ZigBee多站點(diǎn)I/O采集應用框圖

                   

            圖8 ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器應用框圖

    四、結束語(yǔ) 

    以上介紹了ZigBee的幾種典型應用，由于ZigBee技術(shù)具有低成本和低速率的特點(diǎn)，非常適合于近距離、小數量的實(shí)時(shí)監控和無(wú)線(xiàn)通信系統中。隨著(zhù)ZigBee技術(shù)協(xié)議標準的公布，該技術(shù)的應用范圍將有很大的拓展，更多的實(shí)用性產(chǎn)品必將推向市場(chǎng)。