內容提要
近十年來，隨著半導體技術和無線通信技術的不斷發展，陸續出現了多種新的無線通信技術，正在慢慢改變人們生活方式和使用習慣，對于多數的無線網絡來說，無線通信技術應用的目標旨在提高所傳輸數據的速率和傳輸距離，而在諸如工業控制、環境監測、商業監控、汽車電子、家庭數字控制網絡等應用中，系統所傳輸的數據量小，傳輸速率低，系統所用的終端設備通常為采用電池供電的嵌入式設備，如無線傳感器網絡，因此，這些系統必須要求傳輸設備具有成本低、功耗小的特點，而ZigBee技術就是針對這種需求產生的，而且世界上各大公司和組織普遍看好ZibBee技術及其未來的應用潛力和價值，許多公司和生產商已經陸續地推出了ZigBee產品和開發系統，其發展速度之快，遠遠超出了人們的想象，特別是在監控系統中，無線傳感器網絡正在迅速發展中。
關鍵詞
ZigBee 、IEEE802.15.4、監控系統、無線傳感器
前言
隨著工業現場控制和自動化技術的不斷進步，無論是基于集散控制結構，還是基于現場總線技術的監控系統，其信號傳輸方式都為有線傳輸，即通過線纜把各類傳感器和執行機構等連接起來，由于布線復雜，使得系統的可靠性和抗干擾性能有所降低，增加了后期維護的難度，而采用無線的方式可以有效地避免這些問題。
一、 ZigBee簡介
ZigBee技術作為一種新興的無線通信技術，與藍牙和WIFI相比，具有距離短、復雜度低、功耗低、數據速率低、成本低和自組網等特點，適合于自動控制領域的傳感器和執行機構等設備的聯網，ZigBee是 一組基于IEEE802.15 .4無線標準研制開發的有關組網、安全和應用軟件方面的技術標準。協議；陂_放互連標準OSI 7層模型，由應用層、應用接口、網絡層、數據鏈路層和物理層組成。網絡層以上的協議由ZigBee聯盟負責制定，IEEE制定物理層和鏈路層標準，其結構圖如圖1所示。
IEE E8 02 .15 .4在 物理層(PHY)定義了兩個標準，分別是2. 4 GHz物理層和868 / 915 MHz物理層。各頻段可使用的信道分別有16個、10個或1個，各自提供250kb/s,40kb/s和20kb/s的傳輸速率，物理層在各個頻段皆采用直接序列擴頻技術;IEEE802.15 .4的MAC子層協議對應于OSI模型中數據鏈路層中的MAC子層，采用了CSMA-CA的碰撞避免機制，其功能包括設備間無線鏈路的建立、維護和斷開、確認模式的幀傳送與接收、信道接人與控制、幀校驗與快速自動請求重發、預留時隙管理以及廣播信息管理等。該層定義了廣播幀、數據幀、確認幀和MAC命令幀等4種幀類型。網絡層主要負責網絡機制的建立與管理，實現自我組態與自我修復功能，實現節點加人或離開網絡、接收或拋棄其它節點以及路由查找和傳送數據等功能，支持多種路由算法和多種網絡拓撲結構。應用接口層則是把不同的應用映射到ZigBee網絡上，主要包括安全屬性設置和多個業務數據流的匯聚等功能。
一、 泓格ZigBee產品
泓格公司在ZigBee大概分成3類，能夠滿足客戶ZigBee各種網絡要求，如下表所示：
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中繼器 |
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ZB-2510 |
ZigBee中繼器【100米】 |
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ZB-2510P |
ZigBee中繼器【700米】 |
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轉換器 |
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ZB-2550 |
RS-232/RS-485到ZigBee轉換模塊(主)【100米】 |
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ZB-2551 |
RS-232/RS-485到ZigBee轉換模塊(從) 【100米】 |
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ZB-2550P |
RS-232/RS-485到ZigBee轉換模塊(主)【700米】 |
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ZB-2551P |
RS-232/RS-485到ZigBee轉換模塊(從) 【700米】 |
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ZB-2570 |
RS-232/RS-485/Ethernet到ZigBee轉換模塊(主)【100米】 |
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ZB-2571 |
RS-232/RS-485/Ethernet到ZigBee轉換模塊(從)【100米】 |
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ZB-2570P |
RS-232/RS-485/Ethernet到ZigBee轉換模塊(主)【700米】 |
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ZB-2571P |
RS-232/RS-485/Ethernet到ZigBee轉換模塊(從)【700米】 |
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IO模塊 |
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ZB-2015 |
6路RTD輸入模塊 |
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ZB-2017 |
8路模擬量輸入模塊 |
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ZB-2017C |
8路電流輸入模塊 |
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ZB-2018 |
8路熱電偶輸入模塊 |
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ZB-2024 |
4路模擬量輸出模塊 |
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ZB-2026 |
2路電壓信號輸出，4路模擬量輸入、2路數字量輸出模塊 |
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ZB-2042 |
16路隔離DO |
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ZB-2043 |
4路PhotoMos繼電器DO、4路OC門DO |
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ZB-2052 |
16路隔離DI |
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ZB-2053 |
8路隔離DI(16位計數器) |
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ZB-2060 |
6路隔離DI、4路繼電器DO |
三、產品應用
圖7 ZigBee多站點I/O采集應用框圖
四、結束語
以上介紹了ZigBee的幾種典型應用，由于ZigBee技術具有低成本和低速率的特點，非常適合于近距離、小數量的實時監控和無線通信系統中。隨著ZigBee技術協議標準的公布，該技術的應用范圍將有很大的拓展，更多的實用性產品必將推向市場。