Zigbee无线通信研究背景及技术现状

Zigbee无线通信研究背景及技术现状Zigbee无线通信研究背景及技术现状 Zigbee无线通信研究背景及技术现状 1研究背景........................................................................................................................................ 1 2 ZigBee技术研究现状 ..............................................................

Zigbee无线通信研究背景及技术现状 Zigbee无线通信研究背景及技术现状 1研究背景........................................................................................................................................ 1 2 ZigBee技术研究现状 ................................................................................................................... 2 1研究背景如今，近距离无线通讯技术在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。蓝牙(Bluetooth)，ZigBee，Wi-Fi，无线USB等竞争激烈，各有千秋。但随着通讯设备的复杂度，功耗以及系统成本的增加，相对于其他无线通讯技术，ZigBee的低成本，低功耗等诸多优势在其激烈的竞争中脱颖而出。 ZigBee一词源自蜜蜂群发现花粉位置时，通过跳ZigZag舞蹈来告知同伴，达到交换信息的目的。可以说是小动物通过简捷的方式实现“无线”通讯。人们借此称呼一种专注于低功耗，低成本，低复杂度，低速率的近程无线通讯技术。这种低速率无线通讯技术更贴近人们的日常生活，可以满足工业、家居、医学等用途的低成本和低功耗需求。信息化时代的到来，人们对网络通信技术的要求越来越高。传统的数字化设备的有线连接给人们的灵便生活带来诸多不便。发展无限网络技术，将设备从有线连接的束缚中解脱出来，方便人们的使用，已经成为一种趋势，将无线技术运用到智能车设计中，从而使汽车轻松实现无线数据传输、语言通讯、目标跟踪、自动报警等功能已经是必然的趋势，但传统的无线技术大多成本高、结构复杂，不利于无线技术的推广。近几年来，一些公司和标准化组织就开始在探寻在不同领域的无线网络连接技术。并且开发出一系列技术标准。如红外、蓝牙(Bluetooth)、Wi-Fi(IEEE 802.11b)、家用射频等。无线传感器网络技术的研究热潮掀起了一场后PC时代的革命。WSNs(无线传感网路)作为综合了传感器、嵌人式计算及无线通信等三大技术的新兴领域，可以实现人与自然物以及物与物对话的无处不在的通信、计算和处理。同时无线传感网络针对不同的应用对象体现了很强的适应性和灵活性，这也使得无线传感网络能得到广泛的应用。 2004年，在IEEE 802.15.4基础上建立了ZigBee标准，进而推出符合该标准的芯片和开发平台。ZigBee标准包括IEEE 802.15.4 协议制定的物理层和介质访问层，以及ZigBee联盟制定的网络层和部分应用层。ZigBee具有低功耗、低成本、网络容量大、实时性强、安全性高等特点。ZigBee作为新型的无线通信技术在需要无线通信交换信息的低成本装置，数据的交换量较小、传输的速率要求不高，功耗要求极低，采用电池供电且需要维持较长时间，需要多个(尤其是大量)设备组成无线通信网络，主要进行监测主控制的场合有很大的优势。ZigBee以其优越的性能和廉价的市场定位，正逐步走向市场的舞台，在当前低速率无线个人区域网络中的应用十分广阔。 2 ZigBee技术研究现状目前，ZigBee 技术的产业链已经基本成型。芯片达批量生产阶段，Chipcon、Freescale、Ember、RadioPulse、OKI、Helicomm、Jennic、Microchip等公司纷纷推出ZigBee解决方案，其中Atmel与Chipcon已开发出ZigBee单芯片，二者都是选用全球通用的2.4GHz频道，其他厂商如Ember搭配Atmel及NEC搭配Chipcon芯片，已完成开发套件，能够提供系统厂商整合方案。芯片商Helicomm则是自行推出整合方案IP-Link 2000，有2.4GHz与915MHz两版本，该方案可与GPRS/CDMA相连结。Freescale、Oki等也表示将推出2.4GHz整合RF、PHY与 MAC的芯片。在系统厂商方面，海尔采用Helicomm方案研制家庭无线网络控制系统，中国台湾地区则有厂商开发结合保安功能的家庭网关器(HomeGateway)等项目。 2005年ZigBee联盟选择德国莱茵TUV集团作为唯一的全世界无线实验室测试ZigBee技术产品的代表，在世界各地提供ZigBee联盟认可的商标认证和一致性平台测试服务。将新的ZigBee认证项目推向市场。紧接着ZigBee联盟发布了首批成功完成互操作性测试的四款平台。这些平台将用来测试未来数月内推出的 ZigBee产品，从而为ZigBee标准在工业控制、HVAC空调系统与家庭自动化等领域的实际应用铺平道路。目前企业正积极开发四大ZigBee应用市场，分别为家庭与楼宇自动化、消费电子、自动读表与其他方面，包括工业自动化、监控检测、医疗、幼儿监护、物流管控、低温连锁管理与农业监控等。目前国内众多厂商从事ZigBee家庭网关的开发，也有部分城镇利用ZigBee读取水电表资料，韩国厂商则在手机中加入ZigBee，进行客厅家电遥控与家庭保安功能。预计4~5年内，每个家庭将会安装大约50个ZigBee设备，最终达到150个ZigBee设备。加州大学伯克利分校开发了TinyOS，是针对于无线传感网络的开源操作系统。TinyOS同时兼容IEEE 802.15.4标准和ZigBee协议。我国开展ZigBee研究的科研机构主要有浙江大学、苏州大学、东南大学等一些高校，目前大都还处于起步阶段。

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