基于ZigBee的無線通信技術的應用研究

單亞軍 章小華 中國電子科技集團南京28研究所

基于ZigBee的無線通信技術的應用研究

單亞軍 章小華 中國電子科技集團南京28研究所

無線通信技術的發展可以追溯到上個世紀的無線電臺的應用開始，發展到今天，無線通信技術，從最開始的電磁波通信，到現在的紅外線，藍牙，以及今天我們要介紹的ZigBee無線通信技術，發展的非常迅猛。從軍工到民用，當今社會所涉及到的無線通信技術越來越多，而應用范圍也變得越來越廣泛。下面筆者就為大家介紹一下ZigBee無線通信技術的應用。

ZigBee 無線通信技術 應用

1 ZigBee無線通信技術簡介

ZigBee無線通信技術是一項基于互聯網應用的無線通信技術，他類似于最開始的GPRS無線數據傳輸技術，但是ZigBee技術有自己的技術特點。首先，我們要了解的什么是Zigbee，他是一種蜜蜂在發現花粉時跳ZigZag形式的舞蹈告知同伴的一種信息交換。從中人們得到啟示，發明了一種低功耗，低成本，低速率，并且沒有那么復雜的近距離無線網絡通信技術。而目前，加入到IT領域以及其他行業的150多家企業都加盟了世界性的無線技術ZigBee聯盟。

2 基于ZigBee的無線通信技術的特點

ZigBee技術的特點主要包含以下七種：第一，ZigBee技術的低功耗特點，ZigBee技術的發射功率是1mW，如果將ZigBee網絡切換到休眠模式，兩節5號電池可以保持ZigBee網絡處于工作狀態1-2年；第二，ZigBee技術的工作頻段更加靈活，ZigBee技術的工作頻段包含868MHz、915MHz以及2.4GHz這三種；第三，運用ZigBee技術建成的網絡具有更大的容量，通常情況下，該網絡容量的最大值是65536個器件；第四，ZigBee的模塊體積更小，這種特點可以將其在多種設備中的集成過程變得更加便利；第五，ZigBee技術的時延更小，通常情況下，當運用ZigBee技術建成的網絡處于休眠狀態時，對其進行激活的時延為15ms。就活動設備信道接入過程而言，需要的時延同樣是15ms；第六，ZigBee技術的成本較低。其初始成本大約在5美元左右浮動；第七，ZigBeei的魯棒性。ZigBee網絡數據傳輸功能的魯棒性是通過幀校驗機制以及幀確認機制等多種機制實現的。

3 其他幾種常見的近距離傳輸無線通信技術

3.1 藍牙技術

藍牙技術的特點決定其常常在需要完成大量數據交換過程的設備中出現。相對于其他近距離傳輸無線通信技術而言，藍牙的功耗更高，且技術較為復雜，因此，藍牙的應用存在一定的局限性。

3.2 Wi-Fi技術

Wi-Fi技術常常被用來實現小范圍中的無線接入功能和移動組網功能。該技術的最高傳輸速率可以達到11Mbit/s。由于Wi-Fi技術相關功能的實現占用的空間較大，因此Wi-Fi技術的應用同樣存在一定的局限性。

4 基于ZigBee的無線通信技術的應用

4.1 ZigBee無線通信技術在醫院通信傳輸和醫療監控網絡中的應用

在醫院通信傳輸和醫療監控網絡的建設過程中，首先需要建立一個完善的數據管理中心，通常情況下，為了方便護士對來自患者和醫生信息的監察，應該將該網絡的數據管理中心設置在醫院的護士值班處。應該在數據管理中心中設置一個ZigBee無線網絡的中心節點，這個節點能夠將醫院管理中心的信號與所有病房的信息連接起來，并實現無線網絡數據的傳輸。醫院可以在患者身上加設一個監護器，當患者的身體狀況出現較大問題時，患者身上的監護器會發出警報。警報發出之后，無論患者處于醫院的任何位置，患者周圍的ZigBee無線路由器都會將警報信息傳入位于護士值班室的數據管理中心，便于醫護人員在第一時間內對患者出現的問題進行及時、有效地救治和處理。除此之外，還應該在患者的病床旁邊設置一個ZigBee的呼叫器或監護器。當患者按下呼叫器或者監護器時，護士值班室中的醫院人員就會受到患者的呼叫請求，進而及時對患者進行護理或者救助。

4.2 ZigBee無線通信技術在智能家庭無線控制網絡中的應用

在智能家庭無線控制網絡的建立過程中，ZigBee無線通信技術被應用到房屋的建筑面積控制中。ZigBee無線控制網絡是建立在ARM家庭開關的基礎上的，這種家庭開關的作用是對房屋中的所有家電進行有效控制。當家電控制工作完成之后，需要在房屋中的特定范圍內加設一個ZigBee路由器，ZigBee路由器的作用是在中央網關與房屋中所有家電之間的數據傳輸功能。為了向人們提供更加便捷的服務，可以在智能家庭無線網絡中加設一些遙感控制，例如，對空調進行合理的溫度自適應調控。將ZigBee無線通信技術應用到智能家庭無線控制網絡的建立過程中，可以降低網絡的建立成本，并且運用該技術建立出的智能家庭無線控制網絡具有較強的抗干擾能力。

綜上所述，通過對ZigBee無線通信技術以及其相應的應用介紹，筆者認為，ZigBee無線通信網絡的應用將會在未來的各個領域中得到更廣泛的應用，其特有的低成本，低功耗，抗干擾能力強的特點，將會是未來無線通信技術領域的佼佼者。相信在時代的發展下，智能ZigBee無線通信網絡會得到更多的應用。

[1]秦賢明.基于ZigBee的無線通信技術及其應用[J].中國新通信，2014，19：65-66.

[2]吳昕.基于ZigBee短距離無線通信的三相智能電表系統的設計[D].廣西大學，2013