ZigBee与智慧家居-ZigBee方案

看过电影《钢铁侠》的朋友应该对影片里面小唐尼的别墅“自由之城”不会陌生,不论是充满未来科技感的整体外观设计,还是以智能AI“贾维斯”为核心的智能系?#24120;?#26080;不让人产生一种想要切身体会的冲动。其实,在万物互联的浪潮下,随着技术和产品的不断创新与发展,智慧家居已经在逐步融入我们的生活中,潜移默化的改变着我们的生活方式,相信不久的将来,影片中展示的生活场景?#19981;?#22312;我们身边得以体现。

现在,让亿佰特带大家去看看智慧家居的实现方式吧。智慧家居作为物联网概念中的一个具体应用场景,其第一步要解决的便是各种家居、电器之间的信息沟通问题(M2M),其中,ZigBee是比较被看好的数种技术之一。

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ZigBee技术是一种具?#22411;?#19968;技术标准的短距离无线通信技术,诞生于2003年,其物理层和数据链路层协议为IEEE 802.15.4协议标准,网络层和安全层由ZigBee联盟制定,应用层的开发应用根据用户的应用需要,对其进行开发利用,因此该技术能够为用户提供机动、灵活的组网方式。

根据IEEE 802.15.4协议标准,ZigBee的工作频段分为3个频段,这3个工作频段相距较大,而?#20197;?#21508;频段?#31995;?#20449;道数据不同,因而,在该项技术标准中,各频段?#31995;?#35843;制方式和传输速率不同。3个频段分别为 868MHz,915MHz和2.4GHz,其中2.4GHz频段上分为16个信道,该频段为全球通用的工业、科学、医学(indus- trial,scientific and medical,ISM)频段,该频段为免付?#36873;?#20813;申请的无线电频段,在该频段上,数据传输速率为 250Kb/s;另外两个频段为915/868MHz,其相应的信道个数分别为10个和1个,传输速率分别为40Kb/s和20Kb/s,868MHz和 915MHz无线电使用直?#26377;?#21015;扩频技术和二进制相移键控(BPSK)调制技术。2.4GHz无线电使用DSSS和偏移正交相移键控(O-QPSK)。

在组网性能上,ZigBee可以构造为?#20999;?#32593;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16b短地址或者64b长地址,可容纳的最大设备个数分别为216和264个,具有较大的网络容量。

在无线通信技术上,采用CSMA-CA方式,有效地避免了无线电载波之间的冲突,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,通常情况下,其发射输出为 0~3.6dBm,节点通信距离为30~70m,可通过路由转发方式扩展有效通信距离(Zigbee网关),具?#24515;?#37327;检测和链路质量指示能力,根据检测结果,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,最小地消耗设备能量。

为保证ZigBee设?#38050;?#38388;通信数据的安全保密性,ZigBee技术采用了密钥长度为128位的?#29992;?#31639;法,对所传输的数据信息进行?#29992;?#22788;理。

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低功耗、?#32479;?#26412;、自主组网及路由等特点,使得Zigbee技术在智慧家居中得以一展身手,就一般家庭而言,Zigbee可在如下方面应用:

①空调系统的温度控制器,灯光、窗帘的自动控制。

②老年人与行动不便者的紧急呼叫器。

③电视与音响的万用遥控器,无线键盘、滑鼠、摇杆,玩具。

④烟雾侦测器。

⑤智慧型RFID标签。


同?#20445;?#19994;内上游厂家也在不断更新产品以支持Zigbee产品的开发,德州仪器(TI)日前宣布推出两款基于体声波(BAW)的全新嵌入式处理器和模拟芯片,CC2652RB SimpleLink无线微控制器(MCU)与LMK05318网络同步器时钟。在业内,TI首次将BAW谐振器技术用于集成时钟功能,CC2652RB作为业界先进的无外置石英晶振的无线MCU,TI在方形扁平无引脚(QFN)封装内集成了一个BAW谐振器,无需外置高速48MHz晶体,频率稳定性可达+/-40ppm,同时有效降低PCB板使用空间(10%~15%),其在单芯片上支持Zigbee、Thread、低功耗蓝牙及私有2.4GHz连接解决方案。

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成?#23478;?#20336;特电子科技有限公司E18系列产品,基于TI CC253x系?#34892;?#29255;开发,内部集成8051 单片机及无线收发器,集成 PA+LNA,极大的扩展通信距离、提升通信稳定性,出厂?#28304;?#22266;件,可实现基于 ZigBee 协议的串口数据透传,适用于多种应用场景(尤其适用于智慧家居)。


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