Zigbee模塊在物聯網中的應用 - 全文

　　ZigBee技術概述

　　ZigBee協議規定的技術是一種便宜的、低功耗的、高可靠性的近距離無線組網通訊技術，是一個由可多到65000個無線數傳模塊組成的一個無線數傳網絡平臺。在整個網絡范圍內，每個ZigBee網絡節點（FFD）不僅本身可以作為監控對象，例如網絡中所連接的傳感器可直接進行數據采集和監控，還可以自動中轉別的網絡節點傳過來的數據資料。除此之外，每一個ZigBee網絡節點還可在自己的信號覆蓋范圍內，和多個不承擔網絡信息中轉任務的孤立的子節點（RFD）進行無線連接。

　　無線傳輸系統的應用領域

　　目前流行的“物聯網”（InternetofThings），目的是要將各種信息傳感設備，與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。在這個巨大網絡中，作為傳感器與通信網絡網之間的“橋梁”，我們可以用有線或是無線的方式來實現。就系統的投資、建設、維護等幾方面而言，無線傳輸系統顯然具有更大的優勢。

　　無線傳輸系統應用領域主要包括：

　　家庭和樓宇網絡：空調系統的溫度控制、照明的自動控制、窗簾的自動控制、煤氣計量控制、家用電器的遠程控制等；

　　工業控制：各種監控器、傳感器的自動化控制；

　　商業：智慧型標簽等；

　　公共場所：煙霧探測器等；

　　農業控制：收集各種土壤信息和氣候信息；

　　醫療：老人與行動不便者的緊急呼叫器和醫療傳感器等。

　　由于這些應用范圍廣而且大都涉及到個人家庭，因此低成本、低功耗、高可靠性的市場需求是非常強烈的。從ZigBee產品的特點看，是非常符合這種市場需求的。

系統拓撲圖

　　Zigbee模塊的在無線抄表領域的應用

　　目前市面設計Zigbee的應用方案，可以有兩種方式：

　　一、直接用廠家的ZigBee芯片來進行自己的ZigBee應用設計，該方式從設計之初就需要對軟件和ZigBee協議棧進行消化和分析，還需要高頻設計方面的知識和經驗，開發周期會在半年甚至更長時間，若是在批量生產方面一致性沒有控制好，則不僅成本會大大提高也會造成大量的資源浪費，這就違背了ZigBee協議低成本的基本宗旨；

　　二、使用模塊公司提供的無線Zigbee模塊，這種方式能很好地解決了用ZigBee芯片進行方案設計的難題，設計者只需將Zigbee模塊當成一個透明的元器件使用，可以將模塊直接焊接到各種相關設備的線路板上實現無線通訊，從而省去了設計者花在高頻調試方面的精力和時間，只需把工作重點放在解決方案的設計上，使得ZigBee的應用易如反掌。

　　模塊在無線集抄方面的典型應用。

　　1、無線抄表系統的要求

　　對于每個抄表終端而言，要求超低功耗、低成本（包括設備成本、運行成本），并且數據的傳輸速率不高。對于居民小區的抄表，抄表終端通常分布較密集，距離較近，可靠性要求高。

　　2、ZigB無e線e抄表系統解決方案的結構布局

　　采用MESH網狀網絡結構，保證數據傳輸的可靠性；

　　每幢單元樓設置一個ZigBee遠端節點；

　　一個小區設置一個ZigBee中心節點；

　　中心節點數據通過網絡服務器上傳到集抄中心；

　　每樓層表通過ZigBee模塊連接到樓道的ZigBee路由模塊；

　　每幢單元樓設置一個ZigBee樓棟集中器節點，負責數據收發（保存或自發）ZigBee遠端節點上傳到ZigBee中心節點在這個方案里：使用ZigBee模塊來完成無線抄表方案的傳輸部分，表上的ZigBee模塊是終端節點，可以進入低功耗狀態（<20uA，這樣就可以保證表在低功耗狀態下工作多年。在樓道的路由接點是要有220V的電源。