ZigBee技术与应用

IT技术SCI ENCE TECHNOLOGY科技资讯Zi gEe技术与应用(河海大学计算机及信息工程学院210098)摘要:本文阐述了目前最新最具发展澘力的 Zi g Bee技术的协议栈、网络结构以及技术特点,与其他技术做了粗略的比较分析,给出了 Zi gBe的应用前景和发展的最新情况。关键词:近距离无线通信技术 Z-Wave Zi gEe中图分类号:TP393.01文献标识码:A1.引言联盟的企业已超过150家,其中有中国的华为技术有限公司。近距离无线通信技术在人们生活中扮演着越来越重要的作用。基于 Zi gEe网络的超低成本使得其发展速度非常快,目2. Zi gee技术的应用前 Zi g Bee芯片价格已低于3美元。随着技术的不断完善,它Zi gee技术主要嵌入在消费性电子设备、家庭和建筑物自将成为当今最先进的数字化无线技术。IEEE802.15.4工作动化设备、工业控制装置、电脑外设、医用传感器、玩具和组是 Zi gEe联盟的核心成员和领导者。截止到06年2月加入该游戏机等设备中,支持小范围的基于无线通信的控制和自动化等价值战略:管理当局明确表露公司的整体策略、特定目求,企业门户网站通过应用服务器对数据服务器中的信息进行标、执行计划的信息,更能赢得大众的支持与信任搜索,排序等数据操作,然后根据用户的请求级别直接反馈相价值管理:要求公司报告那些与股东价值,尤其是其竟争访对手最相关的财务业绩信息。EVA,经济增加值,被认为是重要的价值管理目标HnPXML1IMI民价值平台:价值平台上的信息基本是非财务的4.价值报告的实现价值报告主要是一种模型,一种新的解决方案。其核心就是让投资者、债权人、有关政府监管机构及其他利益相关者提供投资和决策所需要的实时的、相对透明的企业信息。信息技术使企业组织结构、行为方式发生重大变化,同时也为价值报告高速发达的计算机网络使大范围的信息交流和资源共享成为世行w提供了技术支持六热心企业网站MEB数务器现实,同时也为企业企业管理、事中控制、价值报告的发展和实现带来机遇,也使这个模型的成功实施成为了可能。利用食业外部相关者:目的金业内部现在主流的三层C/S技术构架模型如下需要的忌请求<计划们已的价值判断企业价值判断提Intron应的信息,生成相应个性化报表。通过如上过程实现了企业外部相关者与企业内部的信息交流,企业外部相关者通过比较自己对Weh Server企业的期望与企业有关信息对企业价值的支持做出判断决策企web Browser L)mras业也可以通过外部相关者的投诉、反馈等信息改善经营管理当然,这几个模型中还有一些问题需要解决:第一,价web browser值模型中关于企业外部环境披露由独立的、实行有效监管的第Extranet三方完成比企业自我披露要更规范,这有待于国家监管的完善以及监管数据的共享;第二,应用模型中,应用软件是否成熟。第三,虽然,价值报告将会是未来报告模式发展方向,Web Browser但是,的在中国目前市场条件下,价值报告的收益与成本的对比将会影响到其在现实中的应用。价值报告能否成功,尚需时其中:客户端:主要负责人机交互,客户可以在任何地间考验。方通过网络在客户机上完成。№b服务器:主要用于对客户端应用的集中管理参考文献应用服务器:负责管理软件中数据关系处理[]《价值报告革命一远离盈余游戏》罗伯特G伊克利斯数据服务器:负责数据的存储、组织、备份、更新等等著中国财政经济出版社通过如上流程,我们可以清楚的看到价值模型,IT技术模[2]《e时代财备管理瑞君中国人民大学出版社型以及应用模型可以有机结合,并可以实现企业实时价值报告[3]《盈余管理中国煤化工魏明海会计目的。用户可以通过web浏览器,向企业门户网站发出信息请CNMHG科技资讯 SCI ENCE& TECHNOL OGY I NF ORMATI0N83科技资讯3TECHNol oGY I NFCRMATI ONIT技术领域中。通常,设备成本很低,传输的数据量很小;设备体攴持欧洲的868M旳频段、全球美洲和澳洲的915M的频积很小,不便放置较大的充电电池或者电源模块;没有充足的段和现在已经被广泛使用的2.4GH的频段,这使得该协议具电力支持,只能使用一次性电池;频繁地更换电池或者反复地有更旺盛的生命力充电无法做到或者很困难;需要较大范围的通信覆盖,网络中的设备非常多,但仅仅用于监測或控制。 Zi gee联盟预测的4.与其他技术比较主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化近距离无线通信中常用的技术还有:B| uetoot h、W农业自动化和医用设备控制等,可以考虑采用 Zi gee技术。Fi、UMB、NFC,他们与 Zi g Bee的技术比较如表1技术名称 ZigBee Z-Wave Wi-FiBlue1 othNFC UWB3. Zi gee技术分析1作段‰8152419184、8842M24124H3.12 Zi gEe的协议栈耗电情况拉方电Zi gEe.的协议结构如图1所示,由高层应用规范、会聚始离mm层、网络层、数据链路层和物理层组成。带kb9s[2230961720IEEE802.15.4位低边低成卡,低动耗,可有立可有来使应用会聚层人深可性组,已F网用单力使数据堵率工作组主要负责制定物理层和MAC层协网络层岗有,据距包没正E国非出短耗消,复杂,最与阻心有议,其余协议主要参EE802154E8022速际标滑化织认电复杂阿点数少短,最耗布场乘照和采用现有的传统逻辑链路控制层逻辑链路控制层表1 ZigBee与其他技术比较无线技术的标准。「IEE802.154媒质接入控制层从上表可以看出 Zi g Bee在短距离、低功耗、无线通信中具备特有的技术优势,而其成功的关键还在于大量丰富、便捷E82154定义了[8H915MH24H物层门的应用,不仅仅是技木本身2.4GHz和868/图1 ZigBee的协议结构值得一提的是z-Wave技术的发展势头同样强劲,它是915M两个物理层,它们基于直接序列扩频数据包格式,两者2005年初Z-wve联盟以推动家庭自动化市场而推出的无线协的区别在于工作频率、调制技术、扩频码片长度和传输速率。议。Z-Ⅷve是一种基于射频旳低成本、低功耗、高可靠性、无线信号传播损耗较小可降低对接收杋灵敏度的要求,获得较远适用于网络的双向无线通信技术。2006年1月7日,乙-Wve联的通信距离,即可用较少的设备覆盖较大的区域。盟的产品在2006年国际消费类电子展览会(CES)获得好评。MAC层。IEEE802系列标准将数据链路层分成逻辑链路控制和媒介接入控制两个子层。其中,LLC子层在IEEE802.6中5.结论定义,为IEEE802标准系列共用,而MAC子层协议依赖于各自Zi gEe技术是过去的一年中家用自动化市场上最活跃的技的物理层。通过SSCS业务相关会聚子层协议承载IEEE802.2术。它不仅有技术上无法比拟的优势,还得到IEEE国际标准类型的LLC标准,且允许其他LLC标准直接使用IEEE802.15.化组织的认可。而同样是新起之秀的Z-Wve则在“权威性4MAC层的服务。头()业务贴尾(方面存在软肋。尽管如此,2006年zgee和zhve仍将继续Zi g Bee采用了简单灵活的图2 ZigBee的帧结构竞争。以上技术的运用都将避开无线通信运营商,从而极大的协议,数据发送时采用载波侦听多址/冲突(CSM/CD)的信节约成本和便于灵活运用。另外,多种技术的融合也将使近距道接入方式和完全握手协议。其帧有4种类型:数据帧、标离无线通信变得更完善,是将来近距离无线通信技术的必然趋志帧、命令帧和确认帧,其一般结构如图2所示。3.2 Zi gEe的网络拓扑结构Zi gEe支持3种通信设备的网络拓扑,即star、Msh和参考文献a uster tree o其中,Star(星形)网络是一种常用且适用于长[1] Khanh Tuan Le, RFIC systema chi tect, Chi pcon,期运行使用操作的网络;Msh网络是一种高可靠性检测网络 ht t p: //w zi gbee. or g/resource.它通过无线网络连接可提供多个数据通信通道即它是一个高级2]J ose A Gut i er r ez, Edgar H Cal I away, Jr, and别的冗余性网络,一旦设备数据通信发生故障则存在另一个路径 Raymond L. Barret t,Jr, IEEE Pr ess,2003,可供数据通信,这一点和z-Wve一样; C uster tree网络[3]江修波, Zi gEe技术及其应用,低压电器,2005年7月,第7是Star′№sh的混合型拓扑结构,结合了上述两种拓扑结构期的优点。4] Thomas Jor gensen, N el sT J hansen, Z-Wave as hore3.3 Zi gEe的主要技术特征Cont r ol rf pl at for m低功耗、实现简单。设备可以在使用电池驱动下,运行[5]丁飞,张西良,z-Wve技术浅析,现代电信科技,2005数月甚至数年,低功耗意味着较高的可靠性和可维护性,更适年11月,第11期。合体积小的大量日常应用。 Zi gEe设备可以简化内部自动可配置和减少网络设备的冗余,提供了较低的维护费用。单个网络中可容纳更高密度的节点。 Zi gBe通过使用IEE802.15.4标准的PHY和MAC层支持几乎任意数目的设备数目,这一点对于大规模传感器阵列和控制和尤其重要协议简单,国际通用。 Zi gEe协议栈平均只有 Bl uet oot h或其他IEEE802.11的不到1/4,这种简化对低成本、可交互性中国煤化工和可维护性非常重要。IEEE802.15.4的PHY层的使用可以CNMHG84科技资讯 SCI ENCE& TECHNOL OGY I NF ORMATI ON