ZigBee協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)研究及應(yīng)用

徐淑楷

ZigBee是一種先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，一般用于短距離傳輸，它的成本很低、功耗很小同時(shí)操作起來也很簡(jiǎn)單。ZigBee技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到很多領(lǐng)域，如智能交通、智能樓宇以及物聯(lián)網(wǎng)中。

在信息化時(shí)代移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，一些智能可穿戴設(shè)備相繼問世，傳感器等電能消耗量的降低以及芯片的兼容性提升成為了目前較為迫切的需求。為此ZigBee聯(lián)盟制定了新的協(xié)議920IP，這個(gè)協(xié)議有非常重要的意義，它能夠提升一些芯片系統(tǒng)的智能性，能夠促進(jìn)ZigBee協(xié)議物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用，如物流行業(yè)、科研行業(yè)以及醫(yī)療行業(yè)等。這樣一來，世界各地的許許多多行業(yè)都可以通過物聯(lián)網(wǎng)連接起來，為工作和生活帶來便利。

一、ZigBee協(xié)議的要求

ZigBee協(xié)議的指定是為了給ZigBee技術(shù)管理提供規(guī)范，它的發(fā)布者是ZigBee聯(lián)盟，目前ZigBee協(xié)議已經(jīng)更新到3.0。ZigBee協(xié)議處理的都是級(jí)別較低的物理層協(xié)議，以及MAC層。為了使ZigBee技術(shù)更加高效，Zigbee聯(lián)盟又發(fā)布了新的協(xié)議IEEE，使API得使用變得更加標(biāo)準(zhǔn)化。在它的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)之下，許多的傳感器可以協(xié)調(diào)一致的工作，保證通信的正常進(jìn)行。但是它的結(jié)構(gòu)有一定的局限性，只有在近距離的情況下ZigBee技術(shù)才能夠?qū)崿F(xiàn)無線連接。

二、關(guān)于ZigBee協(xié)議物聯(lián)網(wǎng)的一些研究

1.關(guān)于ZigBee協(xié)議物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)類型

ZigBee協(xié)議用于支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，它由三個(gè)部分組成：ZigBee協(xié)議的終端設(shè)備、協(xié)調(diào)器以及路由器。ZigBee協(xié)調(diào)器是一種綁定表格，可以用來間接尋址，可以為其他應(yīng)用設(shè)計(jì)信任中心，支持終端設(shè)備之間的連接，啟動(dòng)和配置一些正常的網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)，能夠保證網(wǎng)絡(luò)的正常工作，及時(shí)與其他設(shè)備進(jìn)行通信。但是由于ZigBee協(xié)調(diào)器的特殊構(gòu)造，只能單一的進(jìn)行配置，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只能夠配置一個(gè)協(xié)調(diào)器。ZigBee互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的路由器與之不同，路由器是為一些設(shè)備提供關(guān)聯(lián)的設(shè)備，一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)可以有多個(gè)路由器，但是如果互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是星型的，就不再支持ZigBee路由器。另外ZigBee終端設(shè)備為用戶提供需要的功能，但是對(duì)存儲(chǔ)器容量沒有過多要求。

2. ZigBee協(xié)議物聯(lián)網(wǎng)的一些特色

ZigBee技術(shù)依靠的是無線控制協(xié)議，這種協(xié)議之下運(yùn)行消耗較少的電能，不過運(yùn)行速度比較低。但是在這種情況下，每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)都可以傳輸數(shù)據(jù)，如果想要管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的話，只需要控制一個(gè)集中節(jié)點(diǎn)，便可完成協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，完成物聯(lián)網(wǎng)的主要特色功能，即網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)組成。目前出現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)WiFi就突出了ZigBee協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)，并且成本較低.

3.關(guān)于ZigBee協(xié)議棧

ZigBee協(xié)議棧可以用來編程，它的編程方式是使用有限狀態(tài)機(jī)，這種有限狀態(tài)機(jī)是嵌套運(yùn)行的，能夠調(diào)用ZigBee協(xié)議棧的內(nèi)容。而且ZigBee協(xié)議棧每一層都有一臺(tái)單獨(dú)的有限狀態(tài)機(jī)，可以用來對(duì)這一層的工作狀態(tài)進(jìn)行追蹤監(jiān)測(cè)，上層可以對(duì)下層進(jìn)行調(diào)用，這種嵌套調(diào)用方式很好地實(shí)現(xiàn)了機(jī)器的功能。在這種情況下，ZigBee協(xié)議棧擁有一個(gè)最頂層的狀態(tài)機(jī)，可以為一些應(yīng)用程序的子層提供支持，但是它的性能，構(gòu)造對(duì)功能產(chǎn)生了制約，只有進(jìn)行周期性的調(diào)用，才能夠保證整個(gè)ZigBee協(xié)議棧的安全運(yùn)行。但是隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一些難題被不斷攻克，科研人員發(fā)現(xiàn)一些硬件平臺(tái)可以移植，但是需要對(duì)物理層和控制層進(jìn)行精心的修改，因?yàn)檫@兩層與物聯(lián)網(wǎng)的硬件有緊密聯(lián)系，在移植硬件的時(shí)候必須修改硬件的節(jié)點(diǎn)，而且是大幅度的修改。工作人員在對(duì)網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層修改的時(shí)候，修改的幅度就比較小。總之ZigBee協(xié)議棧的最底層就是物理層，擁有一些數(shù)據(jù)服務(wù)和管理服務(wù)，能夠和外界發(fā)生一些作用。

三、ZigBee協(xié)議物聯(lián)網(wǎng)的一些應(yīng)用

作為物聯(lián)網(wǎng)的從業(yè)人員，我們可以清楚地知道互聯(lián)網(wǎng)就是物聯(lián)網(wǎng)的核心，也是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)必須通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行延伸和擴(kuò)展，將各個(gè)物體連接起來，共同組成一套網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它可以有非常多的終端用戶，這些用戶端通過互聯(lián)網(wǎng)來與一些物品進(jìn)行信息的交換，實(shí)現(xiàn)通信功能，給生活帶來了極大的便利。在經(jīng)濟(jì)和科技不斷快速發(fā)展的現(xiàn)狀之下，ZigBee協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)前景越來越好，在越來越多的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用，現(xiàn)在基于這種標(biāo)準(zhǔn)的傳感器在生活中隨處可見。比如智能冰箱和智能電視機(jī)內(nèi)就安裝有ZigBee協(xié)議物聯(lián)網(wǎng)，可以提供一些自動(dòng)的家庭服務(wù)。除此之外，也可以應(yīng)用到養(yǎng)殖業(yè)中，嵌入到智能溫度計(jì)中，實(shí)時(shí)的進(jìn)行溫度監(jiān)控，提高養(yǎng)殖的效率。

四、結(jié)束語

在新的時(shí)期內(nèi)，必須要加強(qiáng)對(duì)ZigBee協(xié)議物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新型研究，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，打破物體之間的阻隔，提升組網(wǎng)能力，為我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。