智能家居:以ZigBee技术实现控制器设计

2019年03月28日 作者:satoll

本文所介绍的智能家居控制器利用ZigBee技术将家庭中许多相对独立的家用电器构成一个统一的智能家居系统,从而方便对家居中的各种电器设备进行本地操作,同时也可通过互联网或GPRS系统对各种电器设备实现远程控制。

ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,在众多领域有着广泛的应用前景。

智能家居是一个多功能的综合技术系统,它以家庭住宅为平台,利用先进的计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术、信息技术,将家庭中的各种电器设备通过某种形式的网络有机地连接在一起,进行网络化的综合管理与调控,为人们提供一个舒适、安全、方便、环保和高效率的生活环

本文所介绍的智能家居控制器利用ZigBee技术将家庭中许多相对独立的家用电器构成一个统一的智能家居系统,从而方便对家居中的各种电器设备进行本地操作,同时也可通过互联网或GPRS系统对各种电器设备实现远程控制。

 

一. ZigBee技术简介

ZigBee技术是近几年逐步发展起来,很有市场潜力的一种无线连接技术。它是为了满足低功耗、低数据量和低成本的无线网络要求而诞生的。它基于IEEE无线个人区域网(WirelessPersonal AreaNetwork,WPAN)工作组的80211514标准,被称为ZigBee技术标准。

完整的ZigBee协议由应用层、应用汇聚层、网络层、数据链路层和物理层组成,如图1所示。

IEEE80211514标准定义了物理层(PHY)和数据链路层(MAC);网络层以上的协议由ZigBee联盟负责制定,其中应用层包括了应用支持子层(APS)、ZigBee设备对象(ZDO)和由制造商制订的应用对象。

ZigBee以一个个独立的工作节点为依托,利用无线通信,通过自组织方式组成星型、网状和簇状3种网络结构,因此每个节点的功能并非完全相同。为了降低系统的成本,IEEE80211514定义了2种物理设备类型:全功能设备FFD (Full FunctionDevice)和精简功能设备RFD(Reduced FunctionDevice)。FFD节点具备控制器的功能,提供数据交换,能够作为网络协调器、路由节点和终端节点来使用,可以与网络中任何类型的设备进行通信;RFD只能作为终端节点来使用,而且只能与FFD通信,两个RFD节点之间不能通信。

Zigbee这一无线通信技术具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本、安全可靠、网络容量大、自组织、自愈能力强等特点,可广泛应用于多个技术领域,有着广阔的市场前景。

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