探析ZigBee無線通信協(xié)議實現(xiàn)技術(shù)

宋華茂 謝偉

摘 要 隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的有線通信技術(shù)已不能滿足人們的要求，無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展已成為一種必然。作為一種無線通信技術(shù)，ZigBee具有成本低、操作方便等優(yōu)點，本文將主要分析ZigBee無線通信技術(shù)的構(gòu)成，以及探討此技術(shù)在智能家居等領(lǐng)域的應(yīng)用，以期為相關(guān)人士提供參考，促進(jìn)無線通信技術(shù)穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞 ZigBee;無線通信協(xié)議;智能家居

ZigBee是一種新型的無線通信技術(shù)，具有低能耗、傳輸距離短、成本低等特點。能夠應(yīng)用于小范圍的基于無線通信控制的領(lǐng)域，改變了傳統(tǒng)依靠有效電纜連接的方式，實現(xiàn)多種不同數(shù)字設(shè)備相互間的無線聯(lián)網(wǎng)，對于某些領(lǐng)域的應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1ZigBee無線通信協(xié)議技術(shù)的構(gòu)成

1.1 物理層

在Zigbee無線通信技術(shù)應(yīng)用的過程中，通常采用技術(shù)分層的方法。物理層定義了物理無線信道與其他分層之間的接口，為后續(xù)的通信傳輸提供了數(shù)據(jù)，并同時提供物理層管理服務(wù)。物理層的數(shù)據(jù)傳輸主要從信道上輸入或輸出數(shù)據(jù)。物理層是無線通信協(xié)議層的最底層，主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)調(diào)變傳輸、訊號能量偵測等。在信道上傳輸數(shù)據(jù)的過程中，需要對當(dāng)前信道上的能量進(jìn)行監(jiān)測，選擇信道頻率，進(jìn)而接收信道數(shù)據(jù)，形成一個由物理層相關(guān)數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)庫

1.2 網(wǎng)絡(luò)層

在Zigbee無線通信協(xié)議分層的過程中，網(wǎng)絡(luò)層是其核心的部分。網(wǎng)絡(luò)層主要用于維護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接，并為應(yīng)用層提供了兩種服務(wù)，即數(shù)據(jù)實體與管理實體，網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)實體負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)，提供相應(yīng)的管理服務(wù)，完成對數(shù)據(jù)的管理任務(wù)，同時進(jìn)行維護(hù)。此外，網(wǎng)絡(luò)層的功能主要包括發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、形成網(wǎng)絡(luò)、允許網(wǎng)絡(luò)連接與多種設(shè)備同時連接等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。

1.3 應(yīng)用層

ZigBee無線通信技術(shù)的應(yīng)用層能夠在關(guān)聯(lián)的多種設(shè)備之間傳送消息。通常利用ZigBee技術(shù)進(jìn)行無線傳輸?shù)膽?yīng)用具有以下特點。如設(shè)備成本低，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小、設(shè)備體積小，不便放置較大的電池模塊、沒有足夠的電力支持，只能使用一次性電池等。在ZigBee的應(yīng)用層，通過無線通信技術(shù)嵌入消費性電子設(shè)備、家居等，實現(xiàn)對小范圍的無線通信控制[1]。

2ZigBee無線通信技術(shù)的應(yīng)用

2.1 在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用

ZigBee無線通信技術(shù)應(yīng)用的過程中，在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。一方面，由于房屋家居面積的有限性，為ZigBee無線通信技術(shù)創(chuàng)造了適合的條件。另一方面，由于家居電器的整體性較強(qiáng)，利用無線通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對不同家居的智能控制。首先，在智能家居內(nèi)部網(wǎng)設(shè)計方面，智能家居對數(shù)據(jù)傳輸量的要求較低，但因為涉及對家居狀態(tài)和控制信息的傳輸，所以，對數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全保護(hù)要求較高。如果在傳輸?shù)倪^程中，出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤，那么將會對整個家居設(shè)備造成損壞，破壞其通信的整體協(xié)調(diào)性。其次，在家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)計方面，家庭網(wǎng)關(guān)由多個ZigBee的無線傳感器組成，在整個智能家居設(shè)計中充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的作用，通過對ZigBee的充分利用，能夠在家庭網(wǎng)關(guān)中設(shè)計傳感器節(jié)點，建立一套系統(tǒng)的家居網(wǎng)絡(luò)，利用無線通信技術(shù)下的傳感器技術(shù)進(jìn)行信息采集，并且在家庭網(wǎng)關(guān)的設(shè)計中，實現(xiàn)了物理接口與傳感器的成功連接。最后，為了實現(xiàn)ZigBee無線通信技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的成功運用，在涉及內(nèi)部網(wǎng)時應(yīng)注意設(shè)計功能齊全的外部接口，以便實現(xiàn)對智能家居的自動化控制，并且建立完善的數(shù)據(jù)庫模式，方便日后設(shè)備的升級。

2.2 在物流領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，ZigBee無線通信技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用推動著物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)。在物流倉庫中，安裝了大量的傳感器設(shè)備對倉庫進(jìn)行動態(tài)的監(jiān)測與控制，同時由于ZigBee技術(shù)的應(yīng)用成本較低，能夠有效降低倉儲物流的成本，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸，提供一條成熟的傳輸路徑確保通信的質(zhì)量，依托ZigBee節(jié)點，對倉庫中的環(huán)境進(jìn)行實時的監(jiān)測，大幅度提升物流作業(yè)的效率，促進(jìn)全面物流倉儲系統(tǒng)建立。例如，在物流管理中引用ZigBee技術(shù)，對倉庫到貨、檢驗、入庫等各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行自動化的無線采集，保障倉儲物流各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的速度與安全性，確保相關(guān)企業(yè)能夠及時準(zhǔn)確地掌握倉庫的情況，幫助客戶實時查詢物流信息，減少庫存的積壓，還可以便捷的對產(chǎn)品的批次進(jìn)行分類管理，提高相關(guān)企業(yè)對倉儲物流的管理效率。

2.3 在智能化交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人民生活水平的提高，汽車的保有量在不斷增加，但道路交通建設(shè)已不能滿足車輛增長的速度，在此背景之下ZigBee通信技術(shù)在道路交通系統(tǒng)中的應(yīng)用，促使道路交通向智能化方向邁進(jìn)，提高了交通部門的管理效率，為人們的出行提供了方便，在很大程度上能夠改善道路交通擁堵的問題。首先，ZigBee無限通信技術(shù)能夠結(jié)合數(shù)字移動通信技術(shù)，建立起智能化的交通管理網(wǎng)絡(luò)，這樣能夠?qū)⒈O(jiān)測到的車輛信息第一時間發(fā)送到監(jiān)測的平臺，通過這種方式，實現(xiàn)了公交車進(jìn)站與離站時間的自動更新，使城市的公共交通運行更加順暢，極大的便利了居民的出行，監(jiān)控中心能夠掌握整個城市的公共交通情況以及整體的信息。其次，ZigBee無線通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)ξ覈鞘薪煌〒矶碌男畔⒁约白钚碌慕煌ㄒ?guī)則進(jìn)行實時的傳輸，使司機(jī)能夠在第一時間了解到行駛周邊的路況，目前這項技術(shù)已經(jīng)在城市的交通管理中得到了廣泛的運用。最后，我國要想更好的更快的發(fā)展智能交通系統(tǒng)，就需要政策的支持，不斷更新ZigBee無線通信技術(shù)，實現(xiàn)智能化交通系統(tǒng)的終極目標(biāo)，根據(jù)我國道路交通的實際情況，不斷健全道路交通信息系統(tǒng)，從而保障交通運行的安全性[2]。

3結(jié)束語

綜上所述，ZigBee無線通信技術(shù)是一個成本低廉、低能耗并且數(shù)據(jù)傳輸安全可靠的技術(shù)，其可應(yīng)用的領(lǐng)域也十分廣泛，如智能家居、智能交通、智能物流等領(lǐng)域。隨著信息化社會的到來，ZigBee技術(shù)的應(yīng)用已成為一種必然，市場發(fā)展的前景也更加廣闊，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 魏訪.ZigBee無線通信技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].通訊世界，2019，26 （6）：29-30.

[2] 徐瑩.無線通信技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字通信世界，2019（7）：219，223.