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南京物聯(lián)傳感技術(shù)有限公司

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技術(shù)文章

ZigBee無線技術(shù)實現(xiàn)智能家居

閱讀：1460發(fā)布時間：2011-10-12

　　ZigBee為目前市場上相當(dāng)受到重視的無線通訊技術(shù)之一，而這項技術(shù)的特點及優(yōu)勢也便于實現(xiàn)智能家居中的各項應(yīng)用，本文特別從其技術(shù)面為您細(xì)細(xì)分析，讓您了解ZigBee技術(shù)如何實現(xiàn)智能家居的遠(yuǎn)景!
　　
　　智能家居的概念至今已十余年，但目前在依舊無法普及的原因主要在于：解決方案價格昂貴、缺乏相關(guān)產(chǎn)品設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施布建困難，與無明確共通標(biāo)準(zhǔn)遵循，以上幾點原因，大約可涵蓋智能家居至今無法成功的八成因素。傳統(tǒng)的智能家居大約可分為幾個應(yīng)用領(lǐng)域：個人電腦、家庭影音娛樂、自動化控制、家庭安全、語音應(yīng)用、網(wǎng)路通訊等。想像在一個未來的世界，你是一個獨(dú)居在外的單身貴族，在公司下班之前你撥了通，連線至家中的家庭網(wǎng)路伺服器，透過家庭網(wǎng)路伺服器下命令給連結(jié)在家庭網(wǎng)路中的各式設(shè)備，利用語音訊息傳達(dá)各種命令指揮每一種設(shè)備。于是，在你回到家后，家里的電燈已經(jīng)點亮，冷氣、微波爐、烤箱等家用電器也已經(jīng)依照指令正確運(yùn)作，這就是數(shù)位網(wǎng)路家庭運(yùn)作模式的寫照。
　　
　　ZigBee技術(shù)介紹
　　
　　ZigBee一般翻譯為群蜂技術(shù)，ZigBee一詞源自于蜜蜂（Bee），系因蜜蜂看似隨意在跳著字形舞，但實際上卻是將有花和蜂蜜所在地的訊息正確的傳達(dá)給其他蜜蜂。而ZigBee也具備相似的通訊能力，可以將訊息透過ZigBee網(wǎng)路傳遞給其他ZigBee裝置。ZigBee包含了兩種不同單位所制定的通訊規(guī)格，一個是由ZigBeeAlliance所主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)，定義了網(wǎng)路層、安全層、應(yīng)用層以及各種應(yīng)用產(chǎn)品的Profile;另外一個則是由IEEE所制定的IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，定義了實體層以及媒體存取層。
　　
　　ZigBee的應(yīng)用市場依據(jù)ZigBeeAlliance所公布的應(yīng)用市場范圍界定，以目前的市場趨勢來看，ZigBee在工業(yè)控制、建筑自動化兩方面大有斬獲，不論中國臺灣、大陸甚至于國外皆有部分案例發(fā)生;目前亦開始有廠商使用ZigBee來當(dāng)作遠(yuǎn)距醫(yī)療居家端的傳輸媒介，甚至于消費(fèi)性電子亦開始有使用ZigBee來制作通用遙控器的趨勢，以目前的發(fā)展?fàn)顩r來說，ZigBee已經(jīng)漸漸上了軌道并趨勢穩(wěn)定。
　　
　　以安全的課題來看，ZigBee在標(biāo)準(zhǔn)中定義了以128bitsAES作為其加∕解密的演算法，以基本安全考量而言，ZigBee已經(jīng)提供了zui安全的傳輸環(huán)境。針對無線傳輸方面的優(yōu)勢，ZigBee可以取代目前傳統(tǒng)的控制傳輸方式，如傳統(tǒng)保全感測器大多以有線方式建置，感測器本身必須連接電源線與訊號線，而ZigBee本身具備無線傳輸、低成本、低耗電特性，因此可以*取代電源線與訊號線，這也是廠商愿意投入ZigBee應(yīng)用市場的原因之一。
　　
　　基于IEEE802.15.4的規(guī)格，ZigBeeAlliance定義網(wǎng)路層（NWK）、應(yīng)用層（APS）與安全層（Security）規(guī)格。NWKzui重要的工作，在于負(fù)責(zé)網(wǎng)路機(jī)制的建立與管理，并具有自我組態(tài)路由路徑（SelfConfigure），以及自我修復(fù)路由路徑（SelfHealing）的功能。在NWK中，ZigBee定義了三種角色，*個是網(wǎng)路協(xié)調(diào)者（WPANCoordinator），負(fù)責(zé)網(wǎng)路的建立（WPANFormation），以及網(wǎng)路位置（NetworkAddress）的分配;第二個是路由器（Router），主要負(fù)責(zé)找尋、建立以及修復(fù)資料封包路由路徑（RoutingPath），并負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)送資料封包，同時也具有網(wǎng)路位置的分配的能力;zui后一個是末端裝置（EndDevice），只能選擇加入別人已經(jīng)形成的網(wǎng)路（WPAN），可以收送資料，但不能幫忙轉(zhuǎn)送封包（Routing）。
　　
　　主動式RFID技術(shù)（ActiveRadioFrequencyIdentification）是一種以電池作為電力的來源，使辨識標(biāo)簽?zāi)苤鲃影l(fā)射無線電波，并透過主動式讀取器讀取標(biāo)簽內(nèi)資訊，依據(jù)不同資訊進(jìn)行不同應(yīng)用。由于感應(yīng)距離較長，比被動式RFID可靠度高，但是價格較為昂貴，且有電力上的考量，因此在實用上并沒有被動式RFID好。主動式RFID主要使用的頻率是433MHz及2.45GHz，而其讀取器的讀取距離zui遠(yuǎn)可達(dá)到100公尺以上，可依據(jù)不同的條件，如考量便于人員攜帶、物品附著等因素，針對體積大小、材質(zhì)與外形設(shè)計皆有不同考量，因此目前在市面上有許多不同的外形設(shè)計可供選擇。藍(lán)牙則是一種小范圍的無線通訊網(wǎng)路，由In、Nokia、Ericsson、IBM及Toshiba大廠組成了SIG小組，并由Ericsson主導(dǎo)，共同發(fā)起藍(lán)牙技術(shù)。在網(wǎng)路拓樸上，藍(lán)牙設(shè)備可以組成「點對點」和「點對多點」的無線連接，其工作頻段為2.45GHz，可提供電子元件在小范圍網(wǎng)路中，以無線的方式相互連結(jié)傳輸，每個元件zui多一次可同時連接另外七個元件。目前在家庭中的應(yīng)用大多為藍(lán)牙的天下，不過由于藍(lán)牙價格還是偏高，加上電力消耗問題一直無法獲得解決，因此目前已經(jīng)有許多廠商改以ZigBee取代藍(lán)牙裝置的趨勢出現(xiàn)。
　　
　　智能化居住空間的領(lǐng)域
　　
　　未來智慧化居住空間的發(fā)展策略方向，zui終目的是讓在此環(huán)境居住的人們，享有安全、健康、便利及舒適的生活品質(zhì)，并配合資訊電子與通訊產(chǎn)業(yè)技術(shù)與平臺開發(fā)使得普及運(yùn)算概念于智慧化居住空間或環(huán)境中實現(xiàn)。科技生活化的概念，其范疇包括智慧家庭、智慧建筑、智慧社區(qū)與智慧都市。在應(yīng)用上短期將以安全監(jiān)控、能源管理、健康照護(hù)為優(yōu)先。簡單來說，智慧化居住空間可簡單分為三個領(lǐng)域：家庭與社區(qū)空間、辦公室與大樓空間及公眾環(huán)境空間。家庭與社區(qū)空間包含一般住宅，公寓、集合式大樓、獨(dú)棟住宅等;辦公室與大樓空間包含辦公室、辦公大樓等;公眾環(huán)境空間包含博物館、展覽館、購物中心、醫(yī)院、政府機(jī)關(guān)等。建筑物導(dǎo)入電子、電機(jī)、資訊、通訊及自動化等相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)，建構(gòu)主動感知及滿足使用者需求之生活空間，以創(chuàng)造安全、健康、便利、舒適、節(jié)能與永續(xù)的生活環(huán)境，這就是目前一般普遍對于智慧化居住空間的解釋。
　　
　　智能家居方案選擇
　　
　　作為一個標(biāo)準(zhǔn)的智能家居,需要覆蓋多方面的應(yīng)用,但前提條件一定是任何一個普通消費(fèi)者都能夠非常簡單快捷地自行安裝部署甚至擴(kuò)展應(yīng)用，而不需要專業(yè)的安裝人員上門安裝。一個典型的智能家居系統(tǒng)通常需要下列設(shè)備：
　　
　　1、無線網(wǎng)關(guān)
　　
　　2、無線智能調(diào)光開關(guān)
　　
　　3、無線溫濕度傳感器
　　
　　4、無線智能插座
　　
　　5、無線紅外轉(zhuǎn)發(fā)器
　　
　　6、無線紅外防闖入探測器
　　
　　7、無線空氣質(zhì)量傳感器
　　
　　8、無線門鈴
　　
　　9、無線門磁、窗磁
　　
　　10、太陽能無線智能閥門
　　
　　11、無線床頭睡眠按鈕
　　
　　12、無線燃?xì)庑孤﹤鞲衅?br />　　
　　以上是一個典型的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)，當(dāng)然物聯(lián)網(wǎng)帶來的神奇之處在于你可以根據(jù)自身的需要自由組合或DIY，所有的安裝都不需要專業(yè)人員的參與，一個普通的消費(fèi)者即可完成，而整過系統(tǒng)的安裝完成過程一般不超過半個小時，這也是物聯(lián)網(wǎng)型智能家居產(chǎn)品與傳統(tǒng)智能家居產(chǎn)品的一個重要區(qū)別。
　　
　　南京物聯(lián)傳感技術(shù)有限公司簡介
　　
　　南京物聯(lián)傳感技術(shù)有限公司是中國的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和解決方案提供商。我們基于客戶需求持續(xù)創(chuàng)新，在物聯(lián)網(wǎng)傳感器、物聯(lián)網(wǎng)模塊、移動物聯(lián)網(wǎng)和云計算等幾大領(lǐng)域都確定了行業(yè)地位。憑借在物體感知、數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域的綜合優(yōu)勢，公司已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)時代的。目前，我們的產(chǎn)品和解決方案已經(jīng)應(yīng)用于多個物聯(lián)網(wǎng)重點示范項目，成為全國各地物聯(lián)城市建設(shè)的重要技術(shù)支撐力量。我們以讓人們感知真實的世界為愿景，運(yùn)用各類傳感器，幫助不同地區(qū)不同行業(yè)的人們更加直接、自由、平等地獲取信息，消除各種信息偏差。為應(yīng)對日益嚴(yán)重的氣候變化及各種地質(zhì)災(zāi)害，我們通過的低碳解決方案，幫助客戶用綠色環(huán)保的方式創(chuàng)造*的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，維護(hù)人類的長遠(yuǎn)發(fā)展和安全。

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