ZigBee无线通信技术及其应用探讨.doc

ZigBee无线通信技术及其应用探讨.docZigBee无线通信技术及其应用探讨
引言
工彳领域在现代化的进程屮通过引入各种先进技术，实现了劳动生产率的提高和生产成本 的下降。在这些技术中，最典型的就是数字化技术和现代通信技术。在现代工业数字化的 基础上，工业生产监控早已突破了单回路控制与监视的功能。随着计算机软硬件技术、网 络技术和工业综合自动化系统整合水平的不断发展，对数据接口的开放性、数据传输的实 时性、数据连接的安全性等方面提出了更高的要求。许多大型企业其生产地域分散，业务 分工复杂，往往设有一个或者多个控制中心，以及大量的现场数据采集点。这些采集点因 分散而需要通过一定的通信手段来实现与中心控制单元间的数据交互，进而实现生产过程 的自动化。由于传统有线网络本身的局限性，许多特殊环境下的网络覆盖和网络支持仍然 是个难题。比如在某些工业现场，一些工业环境禁止或限制使用电缆，而在其他一些工业 环境要求完全把电缆屏蔽起来以高度防止来自大多数工业设施中的机器或其它无线电控制 设备的干扰，更有一些高速旋转的设备根本无法通过电缆来传输数据信息。而无线广域 网、无线局域网和无个人网技术却能有效地提供对这些问题的解决方案。在现有的无线网 络技术发展条件下，无线标准增加了灵活性，并降低了集成专利无线通信的风险。在工控 场合的应用条件下，短距离的无线传输尤其受到瞩目。在最近的几年屮，人们不断探索， 形成了当今令人眼花缭乱的无线通信协议和产品。最流行的短距离无线数据通信的标准有 蓝牙(Bluetooth)、Wi-Fi ()、IrDA以及极具发展潜力、已被众多业界认 可的 ZigBee ()等。
1几种无线传输技术及其比较
1 .1 蓝牙(BlueTooth)
蓝牙(BlueTooth)最早是爱立信在1994年开始研究的一种能使手机与其附件(如耳机) 之间互相通信的无线模块。1998年，爱立信、诺基亚、IBM等公司共同推岀了蓝牙技 术，主要用于通信和信息设备的无线连接。
有效范围人约在10m半径内。Bluetooth列入了 ,规定了包括PHY、MAC、网络和应用层等集成协议栈。为对语音和特定 网络提供支持，需要协议栈提供250KB系统开销，从而增加了系统成本和集成复杂性。另 外，Bluetooth对每个“Piconet” (微微网)有只能配置7个节点的限制，制约了其在大 型传感器网络开发中的应用。
1 .2 Wi-Fi (IEEE802 .11)
Wi-Fi (Wireless Fidelity,无线高保真)也是一种无线通信协议。 范是在1997年提出的。主要目的是提供WLAN接入，也是目前WLAN的主要技术标 准，。目前，。
“a”()、“b”(波 MBps)、“g”()。这种复杂性为用 户选择标准化无线平台增加了困难。Wi-Fi规定了协议的物理(PHY)层和媒休接入控制
(MAC)层，并依赖TCP/ IP作为网络层。由于其优异的带宽是以人的功耗为代价等，因 此大