基于ZigBee的無線通信技術及其應用分析

黃金剛

【摘要】 隨著時代的發(fā)展，人們對網絡通信技術的要求變得越來越高，傳統(tǒng)的有線通信技術已經無法滿足人們的需求。無線通信技術的應用已經成為當今社會的主流趨勢。作為無線通信技術中的一種，ZigBee具有功耗低、操作簡便等優(yōu)點。本文對基于ZigBee的無線通信技術及其應用進行分析。

【關鍵詞】 ZigBee 無線通信技術 應用

無線通信技術最早應用出現(xiàn)在20世紀，當時，無線通信技術被應用在無線電臺中。隨著無線通信技術的不斷發(fā)展，無線通信技術的應用范圍變得越來越大。近年來，人們對短距離的無線傳輸的重視程度越來越高，ZigBee的優(yōu)勢之一就是能夠實現(xiàn)近距離傳輸，因此需要加強對ZigBee技術的研究。

一、基于ZigBee的無線通信技術

1.1 ZigBee技術

2002年10月，ZigBee技術被ZigBee聯(lián)盟制定出來。通常情況下，ZigBee技術的傳輸距離處于10-300m之間。該技術的工作頻段包含868MHz、915MHz以及2.4GHz這三種。

1.2 ZigBee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(fā)射功率是1mW，如果將ZigBee網絡切換到休眠模式，兩節(jié)5號電池可以保持ZigBee網絡處于工作狀態(tài)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(tài)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(xiàn)的[1]。

二、其他幾種常見的近距離傳輸無線通信技術

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(xiàn)。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[2]。

2、 Wi-Fi技術。Wi-Fi技術常常被用來實現(xiàn)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(xiàn)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。

三、基于ZigBee的無線通信技術的應用

1、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[3]。

2、ZigBee無線通信技術在醫(yī)院通信傳輸和醫(yī)療監(jiān)控網絡中的應用。在醫(yī)院通信傳輸和醫(yī)療監(jiān)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(yī)生信息的監(jiān)察，應該將該網絡的數據管理中心設置在醫(yī)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(jié)點，這個節(jié)點能夠將醫(yī)院管理中心的信號與所有病房的信息連接起來，并實現(xiàn)無線網絡數據的傳輸。醫(yī)院可以在患者身上加設一個監(jiān)護器，當患者的身體狀況出現(xiàn)較大問題時，患者身上的監(jiān)護器會發(fā)出警報。警報發(fā)出之后，無論患者處于醫(yī)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(yī)護人員在第一時間內對患者出現(xiàn)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(jiān)護器。當患者按下呼叫器或者監(jiān)護器時，護士值班室中的醫(yī)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。

結論：與其他技術相比，ZigBee技術具有低功耗、低成本、工作頻段靈活以及時延更小等優(yōu)點，因此，ZigBee技術的應用范圍將變得越來越廣泛。隨著ZigBee技術的不斷發(fā)展和完善，ZigBee網絡的功能會變得更加豐富和實用，進而為人們的工作和生活帶來更多的便利。

參 考 文 獻

[1]丁飛，張西良，張世慶. 基于ZigBee的無線通信技術及其應用[J]. 江蘇通信技術，2006，05：24-27.

[2]周怡頲，凌志浩，吳勤勤. ZigBee無線通信技術及其應用探討[J]. 自動化儀表，2005，06：5-9.

[3]楊東. Zigbee無線通信技術在試驗測控系統(tǒng)中的應用[D].濟南大學，2010.

[4]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.