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    前言

    隨著工業(yè)現(xiàn)場控制和自動化技術(shù)的不斷進(jìn)步，無論是基于集散控制結(jié)構(gòu)，還是基于現(xiàn)場總線技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)，其信號傳輸方式都為有線傳輸，即通過線纜把各類傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等連接起來，由于布線復(fù)雜，使得系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性能有所降低，增加了后期維護(hù)的難度，而采用無線的方式可以有效地避免這些問題。

    一、 ZigBee簡介

    ZigBee技術(shù)作為一種新興的無線通信技術(shù)，與藍(lán)牙和WIFI相比，具有距離短、復(fù)雜度低、功耗低、數(shù)據(jù)速率低、成本低和自組網(wǎng)等特點(diǎn)，適合于自動控制領(lǐng)域的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，ZigBee是 一組基于IEEE802.15 .4無線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。協(xié)議棧基于開放互連標(biāo)準(zhǔn)OSI 7層模型，由應(yīng)用層、應(yīng)用接口、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)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(fù)責(zé)制定，IEEE制定物理層和鏈路層標(biāo)準(zhǔn)，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

               

    IEE E8 02 .15 .4在 物理層(PHY)定義了兩個標(biāo)準(zhǔn)，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、10個或1個，各自提供250kb/s,40kb/s和20kb/s的傳輸速率，物理層在各個頻段皆采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù);IEEE802.15 .4的MAC子層協(xié)議對應(yīng)于OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層中的MAC子層，采用了CSMA-CA的碰撞避免機(jī)制，其功能包括設(shè)備間無線鏈路的建立、維護(hù)和斷開、確認(rèn)模式的幀傳送與接收、信道接人與控制、幀校驗(yàn)與快速自動請求重發(fā)、預(yù)留時隙管理以及廣播信息管理等。該層定義了廣播幀、數(shù)據(jù)幀、確認(rèn)幀和MAC命令幀等4種幀類型。網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)機(jī)制的建立與管理，實(shí)現(xiàn)自我組態(tài)與自我修復(fù)功能，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)加人或離開網(wǎng)絡(luò)、接收或拋棄其它節(jié)點(diǎn)以及路由查找和傳送數(shù)據(jù)等功能，支持多種路由算法和多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。應(yīng)用接口層則是把不同的應(yīng)用映射到ZigBee網(wǎng)絡(luò)上，主要包括安全屬性設(shè)置和多個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)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，能夠滿足客戶ZigBee各種網(wǎng)絡(luò)要求，如下表所示：

         
         

    三、產(chǎn)品應(yīng)用

            

            圖2 ZigBee在樓宇中的應(yīng)用

             

           圖3 ZigBee中繼器應(yīng)用框圖

               

                圖4 ZigBee中繼器應(yīng)用框圖

               

             圖5 ZigBee網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用框圖

              

            圖6 ZigBee與I-7000模塊應(yīng)用框圖

                 

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

                   

            圖8 ZigBee無線傳感器應(yīng)用框圖

    四、結(jié)束語 

    以上介紹了ZigBee的幾種典型應(yīng)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(shù)量的實(shí)時監(jiān)控和無線通信系統(tǒng)中。隨著ZigBee技術(shù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的公布，該技術(shù)的應(yīng)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。