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浅析ZigBee智能家居系统

时间:2011-05-06 00:00:00  来源:互联网  编辑:互联网

  随着物联网在各新兴产业的重要位置愈发凸显,各级政府重点跟进与积极投入,物联网产业已呈现出蓬勃发展的态势,ZigBee作为无线传感器网络重要技术之一,可以较全面地满足物联网需求。而作为物联网最终应用之一的智能家居热潮也必将推动ZigBee技术的普及。

  ZigBee是满足低传输速率、可靠、低成本、低功耗的小型传感器无线联网要求的开放式全球标准,可允许多达65536个节点进行联网通讯,允许数据的多点跳跃传输路由(Multi-hopRouting)。ZigBee标准通过网状网络(MeshNetwork)功能及AES128位元加密可提供自我修复功能及高度安全性,有效解决了433/315、蓝牙、WiFi等无线技术在智能家居应用中的缺陷。

  一、ZigBee技术优势比较

  1.相比433/315技术,解决了同频干扰、传送距离短、非双向通信、有无线盲区等问题。

  2.相比蓝牙技术,解决了传输距离短(手机、电脑上的蓝牙有效通讯距离小于10米)、功耗大、成本高等问题。

  3.相比WiFi技术,解决了传输距离短(信号不能进行路由转发,一般跨层后信号就微弱到不能使用的程度)、功耗大、成本高等问题。

  二、自动组网技术先容

  依据智能家居的功能使用特点,应当使得ZigBee设备在用户操作的过程中实现最大限度的实现“傻瓜式使用”,包括多媒体网关、遥控器、安防、灯光、窗帘、场景控制、家电等各种设备间可以自动组网、自动选择网络及自动上报地址,而传统产品存在的各个设备上设置地址、网络号、对码、防止地址冲突等繁琐操作迎刃而解。

  工程人员和用户只需连接好线路,通上电以后一切都由系统自动完成,安装操编辑仅需会接火、零线,会在网关界面下拉框给设备改名字,就能顺利开通智能家居设备。

  北京中讯威易科技有限企业在原有ZigBee技术基础上,结合智能家居应用需求,提供多种灵活的系统级应用方案。实现了本地无线通讯,远程TCP/IP,GPRS,3G等多种通讯方式。通过威易多协议转发器,可以实现计算机、智能手机、PDA等对ZigBee设备的数据采集及控制。透传模块使用户在上位机无需修改App的情况下即可实现对ZigBee的控制。威易不断提升产品性能,将为用户提供安全、稳定、智能的家居控制设备。

  ZigBee网络一般包含三种装置或节点,其中包括协调器(Coordinator)、路由(Router)与终端设备(EndDevices)。协调器会启动网络,并且控制管理功能及数据路由功能。这些功能都需要协调器持续受到供电。

  依据智能家居特点,建议这类节点连接固定电源。路由节点类似TCP/IP网络的路由器,参与网络信息转发和组网,是ZigBee网络不可或缺的组成部分。

  终端设备作为以电池供电的低功耗装置,能够在大多数时间进行休眠,并且定时唤醒以收集和传输数据。传感器等都应属终端设备,而且可通过路由器加入网络。

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  三、实体案例分析

  以三室二厅(图2)为例,简单说明威易ZigBee智能家居的功能实现:由于智能家居中接入的主要是传感器和开关,网络中数据量不大,采用自动组网方式可以有效保证数据通信.传感器(报警设备、温湿度传感器等)由于其可移动性和低功耗要求,定义为终端节点;而开关等固定节点上,由于可连续供电,一般定义为路由节点,网关或家庭终端控制则定义为网络协调器。

  四、系统优势

  威易ZigBee智能家居成熟方案为用户提供了方便灵活的安装方式,具有良好的人机界面用户接口,可以让用户享受到智能、方便与快捷。其应用技术特点主要体现在:

  1.开关零、火线接线方式

  接线方式简单,无需额外添加电源线,可为ZigBee设备提供稳定高效电源支撑。

  2.设备自动组网

  网络协调器根据周围网络环境自动建立通讯网络,检测周围环境以确定网络拓扑结构,可有效提高网络通讯效率及数据完整性,提高设备指令响应时间,降低命令实行时延。

  3.设备自动选择网络

  路由设备及终端设备依据协调器建立的网络自动匹配选择加入网络,有效提高了子设备加入网络的速度,并防止加入其它ZigBee网络,保持整个ZigBee网络的完整性。

  4.实时监控网络健康状态

  为保证网络的有效完整性,设备实时监控自身及子节点的健康状态,并实时上报给网关,这使用户可以及时了解ZigBee网络的健康状态,并及时修复掉网设备。

  5.设备自动上报地址,无需手动设置

  网络建立过程,设备在第一次上电后会自动上报给协调器自己的网络地址,并可以根据上报地址建立完整的数据列表,为后期的网络维护,监控网络状态提供数据支撑。

  6.傻瓜式设备改名

  用户可以在多媒体网关上通过下拉菜单方便的修改设备名称,比用汉字输入法输入中文名称更方便。

  7.完善的多功能用户界面

  10寸/7寸“平板电脑系列多媒体网关”,精美的人性化用户界面,半透明图标和背景设计,时尚的感觉,更强大的多媒体功能,可以播放720P的视频短片,并实现专业级的数字楼宇对讲效果。

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