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ZigBee模块在智能家居中的应用

发布时间:2017-12-07 09:22:00 文章来源:未来智讯    
    关键词:智能家居;物联网;Zigbee模块
    中图分类号:TN929.5文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 24-0000-01
    ZigBee Module Applications in the Smart Home
    Pan Yun,He Yong
    (Xinyang Agricultural College,Xinyang 464000,China)
    Abstract:The Smart home as a family of information technology has become an important part of social information.In many applications of Internet of Things,the biggest feature Internet of Things Zigbee module is low power consumption,especially with the routing network function,is consistent with the objects associated smart home this market demand.
    Keywords:Smart Home;The Internet of Things;The Zigbee module
    一、智能家居现状、趋势及存在的问题
    智能家居作为家庭信息化的实现方式已成为社会信息化发展的重要组成部分,物联网因其巨大的应用前景,将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口,物联网繁多的应用,造就了一个庞大的产业链,从互联网、电脑、手机、天线等IT通讯领域,到智能卡、芯片、传感器、红外线产品等工业领域,再到冰箱、电视机等制造领域,环环相扣,商机巨大。
    目前市场存在的智能家居有以下两大类:
    (一)有线方式
    这种方式所有的控制信号必须通过有线方式连接,布线量大。有线方式缺点非常突出,布线繁杂、成本高、一旦遇到问题排查也相当困难、不易组网。这些缺点最终导致有线方式的智能家居无法大规模推广。
    (二)无线方式
    目前几种可用于智能家居的无线方式有:
    WIFI:无线相容认证,它能够在数百米范围内支持互联网接入的无线电信号。最大特点就是方便随时随地接入互联网,但功耗高,不适于随时随地部署低功耗传感器,组网专业性强。
    蓝牙:能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。但这种技术通讯距离太短,对于智能家居的要求来说不适用。
    无线射频技术:315M/433M/868M/915M这些无线射频技术广泛运用在车辆监控、遥测、小型无线网络、工业数据采集系统等场所,其缺点主要是抗干扰能力弱,组网不便,可靠性一般。
    Zigbee模块物联网:Zigbee是一种便宜的、低功耗的、高可靠性的近距离无线组网通讯技术,其基础是IEEE802.15。它最大的特点就是低功耗、可组网,特别是带有路由的可组网功能,理论上可以使ZigBee覆盖的通讯面积无限扩展。从ZigBee产品的特点看,是非常符合物联智能家居这种市场需求的。
    二、智能家居系统组成
    组成智能家居系统离不开家庭自动化、家庭网络、网络家电、信息家电这四大产品组合。首先在一个家居中建立一个网络,在网络操作系统的控制下,通过相应的硬件实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监管。同时,还要构成与外界的通信,满足远程控制、监测和交换信息的需求,让家居生活更加的舒适,高效。
    一般构建一个典型的智能家居系统包括下列子系统:
    1.家庭信息网络:包括局域网,可实现的资源共享(包括文件、应用程序、打印机等)等功能。
    2.家庭多媒体网络:通过综合布线,把音视频分布到家中多个房间。例如,一台DVD播放机播出的高质量节目可在客厅和卧室的电视机上观看,还能支持视频点播、网络游戏等等丰富应用。
    3.与智能小区关联:家庭三表(煤气表、水表、电表)的自动抄表、小区信息通告、小区安防联网、可视对讲、智能卡门禁系统、远程教育、远程医疗、VOD点播等。
    三、ZigBee模块应用到智能家居系统中的思路
    上述各种信息传感传动单元与互联网结合起来的一个巨大的网络,在这个巨大网络中,传感传动单元与通信网络之进行数据的传输。期中应用最多的就是传感器或控制单元,这些是构成本课题的最基础最核心的单元部件,选取ZigBee模块能够在数千个微小的传感单元之间相互协调实现通信,且能耗低,以接力通信的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点,通信效率非常高。
    但在具体的实施过程中要考虑一下几个难点问题:
    (1)物联网核心技术芯片、敏感器件等的兼容性问题;目前RFID的读取率都不能保证完全的100%。(2)在物联网感知层如采用IP技术,实现“一物一地址,万物皆在线”,将需要大量的IP地址资源,就目前可用的IPv4地址资源来看,远远无法满足感知智能终端的联网需求,只有IPv6能够提供足够的地址资源,但是由于感知层节点低功耗、低存储容量、低运算能力的特性,以及受限于MAC层技术(IEEE802.15.4)特性,不能直接将IPv6标准协议直接架构在IEEE802.15.4MAC层之上,需要解决IPv6技术应用于物联网感知层的一些关键问题。
    基于zigbee模块进行物联网设计,将家居中常见的远程控制,安防报警,智能灯光,电动窗帘等根据需要进行控制。其中,zigbee模块在国内已经基本成熟,可以在现有的模块基础上进行有针对性的技术设计。
    参考文献:
    [1]赵海霞.物联网关键技术分析与发展探讨[J].中国西部科技,2010
    [2]张顺颐,宁向延.物联网管理技术的研究和开发[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2010,4
    [3]陈湘平,房莉.基于ZigBee的数据采集系统设计[J].微计算机信息,2009,10
    [基金项目]信阳农专青年教师科研基金项目名称:《基于ZigBee模块的物联网在智能家居中的应用》
    

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