ZigBee技术应用概述.pdf

ZigBee无线数据通信模块ZigBee无线数据通信模块 工业级高品质无线通信工业级高品质无线通信 ZigBeeZigBee技术 让无线无所不在 上海顺舟网络科技有限公司上海顺舟网络科技有限公司 ZigBeeZigBee技术 让无线无所不在 顺舟科技 ZigBeeZigBee技术专业开发商 内 容 概 要内 容 概 要 ZigBee技术简介 顺舟科技ZigBee无线通信模块介绍 ZigBeeZigBee技术专业开发商 ZigBee技术应用解决方案 ZigBeeZigBee技术应用 无线传感器网络 数据采集 工业控制 智能楼宇 医疗设备 ZigBee技术简介ZigBee技术简介 什么是ZigBee什么是ZigBee ZigBee是一种新兴的短距离 低功耗 低数据速率 低成本 低 复杂度的无线网络技术 是一种新兴的短距离 低功耗 低数据速率 低成本 低 复杂度的无线网络技术 顺舟科技 ZigBeeZigBee技术专业开发商 ZigBee 采取了IEEE 802 15 4强有力的无线物理层所规定的全部 优点 省电 简单 成本又低的规格 ZigBee增加了逻辑网络 网 络安全和应用层 ZigBee 采取了IEEE 802 15 4强有力的无线物理层所规定的全部 优点 省电 简单 成本又低的规格 ZigBee增加了逻辑网络 网 络安全和应用层 ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制 消费性电子设备 汽车自动化 家庭和楼宇自动化 医用设备控制等 联盟预测的主要应用领域包括工业控制 消费性电子设备 汽车自动化 家庭和楼宇自动化 医用设备控制等 ZigBee技术简介ZigBee技术简介 数据传输率数据传输率 Mbps 传输范围传输范围 ZigBee 802 15 4 802 15 3 802 15 3a 802 15 3c WPAN WLAN WMAN WWAN WiFi 802 11 0 010 11101001000 Bluetooth 802 15 1 IEEE 802 22 WiMax IEEE 802 16 IEEE 802 20 短程无线网络标准 顺舟科技 ZigBeeZigBee技术专业开发商 ZigBee技术简介ZigBee技术简介 短程无线网络标准 短程短程 长程 低 长程 低 高高 TEXTINTERNET AUDIOCOMPRESSED VIDEO MULTI CHANNEL DIGITAL VIDEO Bluetooth1 Bluetooth 2 ZigBee 802 11b 802 11a HL2 农田耕作 环境监测 水利水文监测无线通信 工业制造 过程控制遥测遥控 对病患 设备及设施进行医疗和健康监控 家庭监控 HVAC 安防报警系统运用 有源RFID应用 用于产品运输 产品跟踪 存储较大物品和财产管理 军事应用 包括战场监视和机器人控制 汽车应用 配合传感器网络报告汽车所有系统的状态 顺舟科技ZigBee无线通信模块介绍 顺舟科技顺舟科技ZigBee无线串口设备无线串口设备 RS232 485接口数据透明传输 通过MESH网络进行串行数据 通讯 使RS232 RS485数据流可以通过多跳方式进行传输 完善的ZIGBEE路由多跳功能 能够自动组成复杂的网状网络 结构 具有通讯距离远 抗干扰能力强 组网灵活等优点和特性 顺舟科技ZigBee无线通信模块介绍 顺舟科技顺舟科技ZigBee无线串口设备特点无线串口设备特点 参数名称性能参数 频 段2 4 2 483GHz 通讯协议标准IEEE 802 15 4 zigbee 网络拓扑结构网状网 星型 调制方式DSSS O QPSK 数据传输速率最大250KBps 寻址方式64位IEEE地址 8位网络地址 数据加密128 bit AES 错误校验CRC 16 32 信道接入方式CSMA CA和时隙化的CSMA CA 信道数16 通信时延15ms 30ms 顺舟科技ZigBee无线通信模块介绍 最大发射功率25dbm 接收灵敏度 92dbm 工作温度 40 85 天线2 4G外置天线 通信距离1000米 数据接口RS232 485 RJ45接口 配置端口RS232 RJ45接口 电源9V 标准工业接线端子 顺舟科技ZigBee无线通信模块介绍 ZigBee技术应用解决方案ZigBee技术应用解决方案 结合Zigbee和GPRS的无线数据传输网络 数据库 控制中心控制中心 GPRSGPRS ZigBee汇节点 传感器节点 GPRSGPRS 区域一 区域N ZigBee汇节点 ZIGBEE网状网络 ZIGBEE树状网络 ZigBee技术应用解决方案ZigBee技术应用解决方案 基于ZigBee技术的油田油井遥测遥控无线通信 ZigBee技术应用解决方案ZigBee技术应用解决方案 液化天然气 容器跟踪 液化天然气 容器跟踪 润滑油供应链 液化天然气罐远程监控 润滑油供应链 液化天然气罐远程监控 油气管线的腐蚀检测 油气管线侵入者检测 油气管线的腐蚀检测 油气管线侵入者检测 ZigBee技术在石油石化行业的应用 油船引擎振动监控 化工产品铁路槽车的远程信息处理 油船引擎振动监控 化工产品铁路槽车的远程信息处理 油罐车驾驶员安全措施油罐车驾驶员安全措施 ZigBee技术应用解决方案ZigBee技术应用解决方案 ZigBee技术在石油石化行业的应用 GPRS CDMA 数据库 监测管理中心监测管理中心 ZIGBEE中心节点ZIGBEE路由节点 管道 监测传感器 ZigBee技术应用解决方案ZigBee技术应用解决方案 基于ZigBee技术的管道监测无线数据传输网络 应 用 石油管道远程监测 天然气管道监测 城市热网 管道监测 应 用 石油管道远程监测 天然气管道监测 城市热网 管道监测 ZigBee技术应用解决方案ZigBee技术应用解决方案 单元楼 GPRS CDMA 数据库 集抄中心集抄中心 ZIGBEE中心节点 ZIGBEE终端节点 居 民 小 区居 民 小 区 每幢单元楼设置一个ZIGBEE远端节点 采用MESH网状网络结构 保证数据传输的可靠性 一个小区设置一个ZIGBEE中心节点 ZIGBEE中心节点数据通过GPRS CDMA或ADSL上传到集抄中心 基于ZigBee技术的无线三表远程抄表系统 485总线 ZIGBEE远端节点1 ZIGBEE中心节点 单 元 楼 1 ZIGBEE远端节点N ZigBee三表抄表系统 单元楼结构图 每幢单元楼设置一个ZIGBEE远端节点 负责数据收发或作路由器 ZIGBEE远端节点上传到ZIGBEE中心节点 每楼层的水电煤三表通过RS485总线连接数据采集器 再连接到ZIGBEE远端节点 楼 层 电表煤气表水表数据采集器 基于ZigBee技术的无线三表远程抄表系统 ZigBee技术应用解决方案ZigBee技术应用解决方案 GPRS CDMA 数据库 监测管理中心监测管理中心 ZIGBEE中心节点 ZIGBEE终端节点 闸位计 雨量计 潮位计 水位计 ZigBee技术应用解决方案ZigBee技术应用解决方案 基于ZigBee技术的水文水利监测无线数据传输网络 每个水文水利计量处设置一个ZIGBEE远端节点 采用MESH网状网络结构 保证数据传输的可靠性 一个区域检测点设置一个ZIGBEE中心节点 ZIGBEE中心节点数据通过GPRS CDMA或ADSL上传到监测中心 应 用 河道水文水利监测 湖泊水库监测 沿海潮汛 潮位监测 应 用 河道水文水利监测 湖泊水库监测 沿海潮汛 潮位监测 ZigBee智能交通控制系统无线通信方案 ZigBee技术应用解决方案ZigBee技术应用解决方案 交通信号灯交通信号灯 可变标志可变标志 车检仪器车检仪器 RTMS检测检测 感应线圈感应线圈 路口控制机路口控制机 ZigBee无线通信无线通信 ZigBee中心节点中心节点 ZIGBEE无线通信的交通信号控制系统无线通信的交通信号控制系统 交通路口控制通信交通路口控制通信 路口控制机路口控制机 Zigbee网状网络网状网络 到其他路口控制节点 Zigbee路由节点 Zigbee路由节点 Zigbee路由节点 Zigbee路由节点 数据控制中心数据控制中心Zigbee中心节点中心节点 ZigBee智能交通控制系统无线通信方案 ZigBee技术应用解决方案ZigBee技术应用解决方案 ZIGBEE无线通信的交通信号控制系统无线通信的交通信号控制系统 远程实时控制通信远程实时控制通信 管理中心管理中心 ZIGBEE中心节点 房间 带带ZIGBEE的病房监护仪器 呼叫按扭的病房监护仪器 呼叫按扭 ZIGBEE路由器路由器 ZigBee技术应用解决方案ZigBee技术应用解决方案 病人移动式 监护仪器 病人移动式 监护仪器 医院对病患 监护设备及设施进行医疗和健康监控医院对病患 监护设备及设施进行医疗和健康监控 借助于各种传感器和借助于各种传感器和ZigBee网络 准确而且实时地监测病人的血压 体温和心跳速度等信息 从而 减少医生查房的工作负担 有助于医生作出快速的反应 特别是对重病和病危患者的监护和治疗 网络 准确而且实时地监测病人的血压 体温和心跳速度等信息 从而 减少医生查房的工作负担 有助于医生作出快速的反应 特别是对重病和病危患者的监护和治疗 ZigBee技术应用解决方案ZigBee技术应用解决方案 基于ZigBee技术的无线点餐系统通信解决方案 应 用 餐饮无线点餐系统 茶楼 咖啡馆 网吧 应 用 餐饮无线点餐系统 茶楼 咖啡馆 网吧 KTV娱乐场所呼叫系统娱乐场所呼叫系统 在工业领域在工业领域 利用传感器和 利用传感器和ZigBee网络 使得数据的自动采集 分析和处 理变得更加容易 可以作为决策辅助系统的重要组成部分 例如危险化学成分 的检测 火警的早期检测和预报 高速旋转机器的检测和维护 这些应用不需 要很高的数据吞吐量和连续的状态更新 重点在低功耗 从而最大程度地延长 电池的寿命 减少 网络 使得数据的自动采集 分析和处 理变得更加容易 可以作为决策辅助系统的重要组成部分 例如危险化学成分 的检测 火警的早期检测和预报 高速旋转机器的检测和维护 这些应用不需 要很高的数据吞吐量和连续的状态更新 重点在低功耗 从而最大程度地延长 电池的寿命 减少ZigBee网络的维护成本 网络的维护成本 在汽车上在汽车上 主要是传递信息的通用传感器 由于很多传感器只能内置在飞转 的车轮或者发动机中 比如轮胎压力监测系统 这就要求内置的无线通信设备 使用的电池有较长的寿命 大于或等于轮胎本身的寿命 同时应该克服嘈杂 的环境和金属结构对电磁波的屏蔽效应 主要是传递信息的通用传感器 由于很多传感器只能内置在飞转 的车轮或者发动机中 比如轮胎压力监测系统 这就要求内置的无线通信设备 使用的电池有较长的寿命 大于或等于轮胎本身的寿命 同时应该克服嘈杂 的环境和金属结构对电磁波的屏蔽效应 在精确农业在精确农业 传统农业主要使用孤立的 没有通信能力的机械设备 主要依 靠人力监测作物的生长状况 采用了传感器和 传统农业主要使用孤立的 没有通信能力的机械设备 主要依 靠人力监测作物的生长状况 采用了传感器和ZigBee网络后 农业将可以逐 渐地转向以信息和软件为中心的生产模式 使用更多的自动化 网络化 智能 化和远程控制的设备来耕种 传感器可能收集包括土壤湿度 氮浓度 网络后 农业将可以逐 渐地转向以信息和软件为中心的生产模式 使用更多的自动化 网络化 智能 化和远程控制的设备来耕种 传感器可能收集包括土壤湿度 氮浓度 pH值 降水量 温度 空气湿度和气压等信息 这些信息和采集信息的地理位置经由 值 降水量 温度 空气湿度和气压等信息 这些信息和采集信息的地理位置经由 ZigBee网络传递到中央控制设备供农民决策和参考 这样农民能够及早而准 确地发现问题 从而有助于保持并提高农作物的产量 网络传递到中央控制设备供农民决策和参考 这样农民能够及早而准 确地发现问题 从而有助于保持并提高农作物的产量 ZigBee技术应用小结ZigBee技术应用小结 ZigBee技术应用小结ZigBee技术应用小结 在家庭和楼宇自动化领域在家庭和楼宇自动化领域 家庭自动化系统作为电子技术的集成被得到迅速扩 展 易于进入 简单明了和廉价的安装成本等成了驱动自动化居家和建筑开发和 应用无线技术的主要动因 未来的家庭将会有 家庭自动化系统作为电子技术的集成被得到迅速扩 展 易于进入 简单明了和廉价的安装成本等成了驱动自动化居家和建筑开发和 应用无线技术的主要动因 未来的家庭将会有50 100个支持个支持ZigBee的芯片被安 装在电灯开关 烟火检测器 抄表系统 无线报警 安保系统 的芯片被安 装在电灯开关 烟火检测器 抄表系统 无线报警 安保系统 HVAC 厨房 器械中 为实现远程控制服务 厨房 器械中 为实现远程控制服务 在医学领域在医学领域 将借助于各种传感器和 将借助于各种传感器和ZigBee网络 准确而且实时地监测病人 的血压 体温和心跳速度等信息 从而减少医生查房的工作负担 有助于医生作 出快速的反应 特别是对重病和病危患者的监护和治疗 网络 准确而且实时地监测病人 的血压 体温和心跳速度等信息 从而减少医生查房的工作负担 有助于医生作 出快速的反应 特别是对重病和病危患者的监护和治疗 在消费和家用自动化市场在消费和家用自动化市场 可以联网的家用设备有电视 录像机 无线耳机 可以联网的家用设备有电视 录像机 无线耳机 PC外设 键盘和鼠标等 运动与休闲器械 儿童玩具 游戏机 窗户和窗帘 照明设备 空调系统和其它家用电器等 近年来 由于无线技术的灵活性和易用 性 无线消费电子产品已经越来越普遍 越来越重要 外设 键盘和鼠标等 运动与休闲器械 儿童玩具 游戏机 窗户和窗帘 照明设备 空调系统和其它家用电器等 近年来 由于无线技术的灵活性和易用 性 无线消费电子产品已经越来越普遍 越来越重要 ZigBee技术应用小结ZigBee技术应用小结 在道路指示 方便安全行路方面在道路指示 方便安全行路方面 如果沿着街道 高速公路及其它地方分 布式地装有大量路标或其它简单装置 你就不再担心会迷路 安装在你汽 车里的装置会告诉你 你现在所处的位置 正向何处去 虽然从全球定位 系统 如果沿着街道 高速公路及其它地方分 布式地装有大量路标或其它简单装置 你就不再担心会迷路 安装在你汽 车里的装置会告诉你 你现在所处的位置 正向何处去 虽然从全球定位 系统 GPS 也能获得类似服务 但是这种新的分布式系统会向你提供更 精确 更具体的信息 即使在 也能获得类似服务 但是这种新的分布式系统会向你提供更 精确 更具体的信息 即使在GPS覆盖不到的楼内或隧道内 你仍能继续 使用此系统 事实上 你从这个新系统能够得到比 覆盖不到的楼内或隧道内 你仍能继续 使用此系统 事实上 你从这个新系统能够得到比GPS多得多的信息 如 限速 前面那条街是单行线还是双行线 前面每条街的交通情况或事故信 息等 使用这种系统 还可以跟踪公共交通情况 你可以适时地赶上下一 班车 而不至于在寒风中或烈日下在车站等上数十分钟 基于这样的新系 统还可以开发出许多其它功能 例如在不同街道根据不同交通流量动态调 节红绿灯 追踪超速的汽车或被盗的汽车等 当然 应用这一系统的关键 问题在于成本 功耗和安全性等方面 而这正是 多得多的信息 如 限速 前面那条街是单行线还是双行线 前面每条街的交通情况或事故信 息等 使用这种系统 还可以跟踪公共交通情况 你可以适时地赶上下一 班车 而不至于在寒风中或烈日下在车站等上数十分钟 基于这样的新系 统还可以开发出许多其它功能 例如在不同街道根据不同交通流量动态调 节红绿灯 追踪超速的汽车或被盗的汽车等 当然 应用这一系统的关键 问题在于成本 功耗和安全性等方面 而这正是802 15 4要解决的问题 要解决的问题 ZigBee的主要优势在于该类产品可以联网 同时还具有可互操作 高可靠及 高安全等特性 许多应用现在已经能够在不使用电缆的情况下进入家庭和建 筑当中 将来还可通过远程控制 甚至可以是手机 来实现对楼宇自动化设备 的管理 ZigBee作为一种新兴的近距离 低复杂度 低功耗 低数据速率 低成本的 无线网络技术 有效