Zigbee技术在智能家居中的应用

ZigBee技术在中国智能家居中的应用第一部分关键字：ZigBee 2.4g无线网络低功耗智能家居开箱即用的系统扩展简单操作随着西文网络技术的无线化和家庭生活的高级化和时尚化的发展，在家庭中应用新技术将明确显示其不可抗拒的发展趋势。ZigBee的超低功耗无线短距离控制网络技术为家庭智能控制应用创造了新的消费需求，更换交换机后，安装完成，即使不是消费者专家，也可以轻松享受，不仅是照明、窗帘、家电，还可以节约能源，保持安全，成为最珍惜、最安心的家庭。ZigBee技术和中国智能家居的应用可以说是“天堂的和谐”，为什么呢？我们可以在两个完全无关的发展过程和各自的特性中找到这种分歧。首先，我们了解智能家居在中国的发展90年代初期，结构布线和建筑自动化技术进入中国市场10多年后，在此期间，智能建筑概念对中国房地产市场的发展(建筑、公寓等)有所帮助，智能家居起步和发展比较慢。因为智能家庭的最终消费对象是个人，即使开发者事先配置，最终还是会承认，消费者说。因此，个人的消费概念、文化水平、经济实力、公信力成为左右市场的核心因素，这些因素比开发商的投机更加合理，不是通过几次投机就能迅速开始的。即使消费者购买了具有所谓智能家居功能的房子，如果没有实际使用需求或技术服务没有跟上，迟早会成为垃圾堆。通过长期深入的分析，我认为智能家居发展缓慢的最大障碍是产品价格、技术标准、安装方法、使用难度、品牌信任的五个方面。第一个是产品价格问题无论是外国产品还是国内产品，都采用了各种网络、控制和软件技术和可分离技术，因此比传统产品(如开关、窗帘等)贵得多。一个控制器至少比普通交换机贵10倍。因此，如果没有实际要求，通常不考虑。第二个是技术标准问题这是困扰业界的大难题。到目前为止，除了2005年信息产业部公认的“e好”和“flash comporent”的智能家居推荐标准外，海外和国内各企业自主使用的各种标准在中国市场是5个华文，事实上还没有形成最主流和适合家的标准。由于技术标准的不均衡，消费者处于非常茫然的状态，只能继续观望。第三个是安装方法问题这个问题几乎成了产品开发和推广的致命难关。采用传统成熟的公交技术产品，大部分消费者难以接受的原因是，改造前必须事先埋好管线，工程难度高，技术要求高，改造后难以重新修改，想继续学习和感受新东西的消费者难以接受。虽然可以无线，但是大多数无线控制产品使用315 MHz、433MHz(包括远程控制玩具、警报、遥控门锁等)的低频率，不能满足产品抗干扰能力不足、传输速度慢、产品功耗高等智能控制要求。电力载波产品曾被广泛普及(如X10系列等)，但由于该技术先天不足，在中国恶劣的电力线路环境下，其通信可靠性难以保证，那么，多家产品供应商无论如何廉价地供应该产品，都不敢购买。第四个是使用的难度问题以前使用过智能控制产品的消费者认为，大部分功能都不行，这与电视遥控器有点相似，大部分功能键的90%以上不经常使用，至少一半以上甚至不知道自己在做什么。过度IT化的复杂控制产品在现实生活中很难发挥主要作用(除了说流行以外)。所以操作简单才是大部分消费者的声音。最后是品牌信任问题包括Haier、Lenovo等大企业和众多中小技术公司在内的国内企业都致力于家庭智能的产品开发和营销，法国rogelang、ABB等外国知名品牌企业也陆续进入中国市场。那么，如何才能真正建立大部分消费者的品牌信任，关键在于品牌力量、消费者理解、服务能力。现在，让我们再次了解ZigBee技术ZigBee技术是一种无线通信技术，应用于短距离范围的低数据传输速率下的电子设备之间。ZigBee这个名字来自“Bee”蜜蜂，“zigzag”源自“zigzag”这个英语单词，蜜蜂跳着锯齿形的舞蹈，以发现的新食物的位置、距离、方向等为下一代无线通信技术的名字。随着通信技术的快速发展，短距离无线通信技术已经成为通信技术的大热点。各种网络终端的出现、工业控制自动化、家庭智能的出现等低成本、近距离电源、低功耗、具有强大网络功能的无线连接标准迫在眉睫的ZigBee等正是在这种背景下出现的。ZigBee联盟成立于2001年8月。2002年下半年，英国Invensys、日本三菱电机、美国摩托罗拉、荷兰飞利浦半导体公司联合宣布，他们将加入“zigby联盟”，以开发下一代无线通信标准“zigby”。该标准主要用于近场无线连接，适用于数据流量低的工业控制、医疗设备控制、汽车自动化、农业自动化和消费性电子设备等。IEEE是与蓝牙、无线LAN(WiFi)相同的2.4GHz频带美国电子和电子工程师(IEEE)标准网络协议，因为在性能定位方面，它因应用程序而异。协定ZigBeeBluetooth无线LAN(WiFi)IEEE标准802.15.4802.15.1802.11a/b/g记忆体需求4-32 Kb250 Kb1 Mb电池计时单位Years(年)天数Hours(时间)节点数65000732波特率250 Kb/s1 Mb/s11-54-108 Mb/s传输范围100米10-100 m300米您可以在表格中检视ZigBee技术的性质。超低功耗ZigBee技术在低传输速率、低数据传输量、低内存使用量的情况下，信号发送和接收时间较短，ZigBee节点大部分时间都处于睡眠状态，如果需要传输数据，则在睡眠状态下工作15毫秒或更短的时间，因此处于睡眠状态的节点也可以减少延迟时间。因此，ZigBee节点非常节能，对于一般应用程序，主电池可以使用几年，如果某些工作时间和总时间(工作时间休眠时间)的比例小于1%，寿命可能会延长10年以上。网络容量大ZigBee低速、低功耗和短距离传输适用于支持简单设备，简化的功能设备适用于非常简单的应用程序。ZigBee一个网络最多包含255个ZigBee网络节点，其中一个是主设备，另一个是从属设备。如果网络协调程序允许整个网络最多支持65000个ZigBee网络节点，并且每个网络协调程序可以相互连接，则ZigBee网络节点的总数可能相当大。数据传输可靠性ZigBee的介质访问控制层(MAC)采用了talk-when-ready的防碰撞机制，从而提高了系统信息传输的可靠性。同时，ZigBee网络层采用的网络网络网络方法，在源节点到目标节点可以有多条路径，路径冗馀增强了网络的健壮性，如果以前的路径出现问题(例如，如果其中一个干扰或中间节点出现故障)，ZigBee可以执行路由恢复，选择保持通信的适当路径也是ZigBee可靠性的重要特征。延迟短ZigBee的响应速度快，从节能状态转换到运行状态只需要15毫秒，节点连接进入网络只需要30毫秒，因此节省了能源并缩短了时间。相对而言，蓝牙需要3到10s，WiFi需要3s。安全ZigBee提供数据完整性检查和身份验证功能，可在数据传输中提供三级安全。使用AES-128的ZigBee加密算法可用于保护数据正电荷并防止攻击者冒充合法设备，每个应用程序都可以灵活地确定自己的安全属性。实现成本低资源要求低，系统结构简单，自然降低了产品配置成本，此外，与无专利ZigBee协议结合，在大量市场应用中，芯片成本需要大幅降低。ZigBee技术数字家庭应用ZigBee主要用于距离短、数据传输速度不高的各种电子设备之间。通常，满足以下条件的应用程序可以考虑使用设备距离短的ZigBee技术：设备成本低，数据传输小；设备很小，没有足够的电源支持。复盖范围更大，网络需要容纳的设备更多。网络主要用于监视或控制。ZigBee规格进一步完善，很多企业开始开发基于ZigBee的产品。使用ZigBee技术的无线网络应用领域包括家庭自动化、家庭安全、工业和环境控制和医疗管理、环境测试、保存食品的运输过程监控、质量状况监控等。家里有很多家电、电子设备，如电灯、电视、冰箱、洗衣机、电脑、空调等，也有烟雾探测、警报、相机等设备，利用ZigBee技术，可以连接所有这些电子设备，构成网络，通过网关连接到互联网，无论在哪里都可以方便地监控家里的情况。ZigBee技术与中国智能家居状态的高匹配通过以上分析，我们清楚地知道这两条线路之间有必然的联系。第一，低成本是ZigBee技术最吸引人的特点ZigBee无线系统与总线嵌入式项目相比，完全降低了管线设计、建设、安装、维护的大量成本，在已经改建的家庭中，除了可能发生的大规模改造成本节约外，产品本身也很简单，价格低廉，适合中国消费者。第二，采用先进成熟的国际标准，无忧无虑使用蓝牙(Bluetooth)、无线局域网(WiFi)等经过验证的标准，采用现有无线技术或电力线载波技术无法企及的典型国际标准，无论进口还是国内产品。选择强大品牌企业的产品，就不用担心。第三，无线网络的解决方案突破了安装方式的难题基于无线传输功能，ZigBee提供了无需先在设备之间安装额外通信电缆的解决方案集，并采用Mesh network网格网络，通过自然可能的坚固结构(如墙、家具等)，无线解决方案可以通过设备之间传播的信号复盖整个房子。只要更换现有开关，就能智能地控制照明、窗帘等电器，所有非专业的电工都能立即安装好。由于系统的容量很大，以后可以根据需要不断扩展和修改。第四，ZigBee技术本身用于简单的控制。这是ZigBee技