基于ZigBee的無線通信技術(shù)及其應(yīng)用分析

黃金剛

【摘要】 隨著時代的發(fā)展，人們對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的要求變得越來越高，傳統(tǒng)的有線通信技術(shù)已經(jīng)無法滿足人們的需求。無線通信技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)今社會的主流趨勢。作為無線通信技術(shù)中的一種，ZigBee具有功耗低、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。本文對基于ZigBee的無線通信技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】 ZigBee 無線通信技術(shù) 應(yīng)用

無線通信技術(shù)最早應(yīng)用出現(xiàn)在20世紀(jì)，當(dāng)時，無線通信技術(shù)被應(yīng)用在無線電臺中。隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無線通信技術(shù)的應(yīng)用范圍變得越來越大。近年來，人們對短距離的無線傳輸?shù)闹匾暢潭仍絹碓礁?，ZigBee的優(yōu)勢之一就是能夠?qū)崿F(xiàn)近距離傳輸，因此需要加強(qiáng)對ZigBee技術(shù)的研究。

一、基于ZigBee的無線通信技術(shù)

1.1 ZigBee技術(shù)

2002年10月，ZigBee技術(shù)被ZigBee聯(lián)盟制定出來。通常情況下，ZigBee技術(shù)的傳輸距離處于10-300m之間。該技術(shù)的工作頻段包含868MHz、915MHz以及2.4GHz這三種。

1.2 ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)

ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)主要包含以下七種：第一，ZigBee技術(shù)的低功耗特點(diǎn)，ZigBee技術(shù)的發(fā)射功率是1mW，如果將ZigBee網(wǎng)絡(luò)切換到休眠模式，兩節(jié)5號電池可以保持ZigBee網(wǎng)絡(luò)處于工作狀態(tài)1-2年；第二，ZigBee技術(shù)的工作頻段更加靈活，ZigBee技術(shù)的工作頻段包含868MHz、915MHz以及2.4GHz這三種；第三，運(yùn)用ZigBee技術(shù)建成的網(wǎng)絡(luò)具有更大的容量，通常情況下，該網(wǎng)絡(luò)容量的最大值是65536個器件；第四，ZigBee的模塊體積更小，這種特點(diǎn)可以將其在多種設(shè)備中的集成過程變得更加便利；第五，ZigBee技術(shù)的時延更小，通常情況下，當(dāng)運(yùn)用ZigBee技術(shù)建成的網(wǎng)絡(luò)處于休眠狀態(tài)時，對其進(jìn)行激活的時延為15ms。就活動設(shè)備信道接入過程而言，需要的時延同樣是15ms；第六，ZigBee技術(shù)的成本較低。其初始成本大約在5美元左右浮動；第七，ZigBeei的魯棒性。ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸功能的魯棒性是通過幀校驗(yàn)機(jī)制以及幀確認(rèn)機(jī)制等多種機(jī)制實(shí)現(xiàn)的[1]。

二、其他幾種常見的近距離傳輸無線通信技術(shù)

1、藍(lán)牙技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)決定其常常在需要完成大量數(shù)據(jù)交換過程的設(shè)備中出現(xiàn)。相對于其他近距離傳輸無線通信技術(shù)而言，藍(lán)牙的功耗更高，且技術(shù)較為復(fù)雜，因此，藍(lán)牙的應(yīng)用存在一定的局限性[2]。

2、 Wi-Fi技術(shù)。Wi-Fi技術(shù)常常被用來實(shí)現(xiàn)小范圍中的無線接入功能和移動組網(wǎng)功能。該技術(shù)的最高傳輸速率可以達(dá)到11Mbit/s。由于Wi-Fi技術(shù)相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)占用的空間較大，因此Wi-Fi技術(shù)的應(yīng)用同樣存在一定的局限性。

三、基于ZigBee的無線通信技術(shù)的應(yīng)用

1、ZigBee無線通信技術(shù)在智能家庭無線控制網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。在智能家庭無線控制網(wǎng)絡(luò)的建立過程中，ZigBee無線通信技術(shù)被應(yīng)用到房屋的建筑面積控制中。ZigBee無線控制網(wǎng)絡(luò)是建立在ARM家庭開關(guān)的基礎(chǔ)上的，這種家庭開關(guān)的作用是對房屋中的所有家電進(jìn)行有效控制。當(dāng)家電控制工作完成之后，需要在房屋中的特定范圍內(nèi)加設(shè)一個ZigBee路由器，ZigBee路由器的作用是在中央網(wǎng)關(guān)與房屋中所有家電之間的數(shù)據(jù)傳輸功能。為了向人們提供更加便捷的服務(wù)，可以在智能家庭無線網(wǎng)絡(luò)中加設(shè)一些遙感控制，例如，對空調(diào)進(jìn)行合理的溫度自適應(yīng)調(diào)控。將ZigBee無線通信技術(shù)應(yīng)用到智能家庭無線控制網(wǎng)絡(luò)的建立過程中，可以降低網(wǎng)絡(luò)的建立成本，并且運(yùn)用該技術(shù)建立出的智能家庭無線控制網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的抗干擾能力[3]。

2、ZigBee無線通信技術(shù)在醫(yī)院通信傳輸和醫(yī)療監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。在醫(yī)院通信傳輸和醫(yī)療監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程中，首先需要建立一個完善的數(shù)據(jù)管理中心，通常情況下，為了方便護(hù)士對來自患者和醫(yī)生信息的監(jiān)察，應(yīng)該將該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)管理中心設(shè)置在醫(yī)院的護(hù)士值班處。應(yīng)該在數(shù)據(jù)管理中心中設(shè)置一個ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，這個節(jié)點(diǎn)能夠?qū)⑨t(yī)院管理中心的信號與所有病房的信息連接起來，并實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸。醫(yī)院可以在患者身上加設(shè)一個監(jiān)護(hù)器，當(dāng)患者的身體狀況出現(xiàn)較大問題時，患者身上的監(jiān)護(hù)器會發(fā)出警報。警報發(fā)出之后，無論患者處于醫(yī)院的任何位置，患者周圍的ZigBee無線路由器都會將警報信息傳入位于護(hù)士值班室的數(shù)據(jù)管理中心，便于醫(yī)護(hù)人員在第一時間內(nèi)對患者出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時、有效地救治和處理。除此之外，還應(yīng)該在患者的病床旁邊設(shè)置一個ZigBee的呼叫器或監(jiān)護(hù)器。當(dāng)患者按下呼叫器或者監(jiān)護(hù)器時，護(hù)士值班室中的醫(yī)院人員就會受到患者的呼叫請求，進(jìn)而及時對患者進(jìn)行護(hù)理或者救助。

結(jié)論：與其他技術(shù)相比，ZigBee技術(shù)具有低功耗、低成本、工作頻段靈活以及時延更小等優(yōu)點(diǎn)，因此，ZigBee技術(shù)的應(yīng)用范圍將變得越來越廣泛。隨著ZigBee技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，ZigBee網(wǎng)絡(luò)的功能會變得更加豐富和實(shí)用，進(jìn)而為人們的工作和生活帶來更多的便利。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]丁飛，張西良，張世慶. 基于ZigBee的無線通信技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 江蘇通信技術(shù)，2006，05：24-27.

[2]周怡頲，凌志浩，吳勤勤. ZigBee無線通信技術(shù)及其應(yīng)用探討[J]. 自動化儀表，2005，06：5-9.

[3]楊東. Zigbee無線通信技術(shù)在試驗(yàn)測控系統(tǒng)中的應(yīng)用[D].濟(jì)南大學(xué)，2010.

[4]秦賢明. 基于ZigBee的無線通信技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 中國新通信，2014，19：65-66.