會計學1ZigBee技術及智能家居會計學1ZigBee技術及智能家居主要內容一二ZigBee網絡通信特點無線傳感器網絡構建

ZigBee智能家居系統三第1頁/共16頁主要內容一二ZigBee網絡通信特點三第1頁/共16頁在剛剛過去的2015年極客公園創新大會上，小米首次在非官方平臺上發布了新款產品：小米智能家庭套裝：

多功能網關人體傳感器門窗傳感器無線開關共同特點主要功能支持Zigbee協議使用小米智能模塊連接ZigBee設備，超低功耗把ZigBee設備連接小米云和其他設備多功能揚聲器，18顆全彩LED可調夜燈第2頁/共16頁在剛剛過去的2015年極客公園創新大會上，小米首次在非官ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據傳輸的應用。

隨著近兩年智能家居的潘多拉魔盒被打開，各類智能家居產品經歷了從無到有的過程后，數量將會越來越多，Zigbee協議才又重新走入了大眾的視野。什么是ZigBee協議？

ZigBee技術是一種提供控制或傳感器等電子元器件之間無線連接的無線通信技術。第3頁/共16頁ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速Zigbee的自身優勢1、低功耗2、低成本3、低速率4、近距離5、短時延6、高容量7、高安全8、免執照頻段在低耗電待機模式下,2節5號干電池可支持1個節點工作6～24個月,甚至更長。這是Zigbee的突出優勢。相比較,藍牙能工作數周、WiFi可工作數小時。通過大幅簡化協議(不到藍牙的1/10),降低了對通信控制器的要求,按預測分析,以8051的8位微控制器測算,全功能的主節點需要32KB代碼,子功能節點少至4KB代碼,而且Zigbee免協議專利費。每塊芯片的價格大約為2美元。Zigbee工作在20～250kbps的較低速率,分別提供250kbps(2.4GHz)、40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始數據吞吐率,滿足低速率傳輸數據的應用需求。傳輸范圍一般介于10～100m之間,在增加RF發射功率后,亦可增加到1～3km。這指的是相鄰節點間的距離。如果通過路由和節點間通信的接力,傳輸距離將可以更遠。Zigbee的響應速度較快,一般從睡眠轉入工作狀態只需15ms,節點連接進入網絡只需30ms,進一步節省了電能。相比較,藍牙需要3～10s、WiFi需要3s。Zigbee可采用星狀、樹狀和網狀網絡結構,由一個主節點管理若干子節點,最多一個主節點可管理254個子節點;同時主節點還可由上一層網絡節點管理,最多可組成65000個節點的大網。Zigbee提供了三級安全模式,包括無安全設定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數據以及采用高級加密標準(AES128)的對稱密碼,以靈活確定其安全屬性。采用直接序列擴頻在工業科學醫療(ISM)頻段,2.4GHz(全球)、915MHz(美國)和868MHz(歐洲)。第4頁/共16頁Zigbee的自身優勢1、低功耗在低耗電待機模式下,2節5與其他通信技術比較

名稱項目ZigBee?802.15.4Bluetooth?802.15.1Wi-Fi?802.11bGPRS/GSM1xRTT/CDMA應用領域廣闊范圍聲音&數據Web,Email,圖像電纜替代品監測&控制系統資源16M＋1M+250kb+4KB-32KB電池壽命（天）1~70.5~51~7100~1000+網絡容量1327255/65000帶寬64~128+11000+72020~250傳輸距離1000+1~1001~1010~100+特點覆蓋面積大，質量好速度快，靈活性價格便宜，方便可靠,低功耗,價格便宜第5頁/共16頁與其他通信技術比較名稱ZigBee?Bluet與其他通信技術結合①與RFID技術的結合使用特點：相輔相成，方便靈活，解決了通信距離近、電源續航能力、移動定位以及覆蓋范圍有限的一些問題。缺點：易受環境影響。②與GPRS（GSM）的結合使用特點：傳輸距離遠、傳輸數據質量好、覆蓋面積大。缺點：后期費用高，響應啟動時間緩慢。③與3G技術的結合使用特點：能實現隨時隨地的數據交換。缺點：手機需要支持3G，費用增加。第6頁/共16頁與其他通信技術結合①與RFID技術的結合使用無線傳感器網絡構建基于ZigBee技術的居室安全監測系統設計，采用的樹型拓撲結構，主要因為其結構簡單，實現方便，不需要大量的協調器節點，降低了成本.每個終端無線傳感器節點為每家的氣表（平時無線通訊模塊為掉電方式，通過路由節點來激活），手持式接受機為移動的路由3種有效的網絡結構（星型、樹型、網狀型）第7頁/共16頁無線傳感器網絡構建基于ZigBee技術的居室安全監測系統設計中心節點是整個監測系統通訊、控制核心，通過RS232串口與工業控制計算機相連，通過計算機的人機交換界面，實現整個系統的可控性和可視性。所有路由節點或部分終端節點的數據，均通過中心節點與工控機進行數據交換，實現整個系統的中央監測與調節。通過功能模塊設計，具有功能鍵設定、液晶參數顯示、越限提示報警和設備自動調節的功能。第8頁/共16頁中心節點是整個監測系統通訊、控制核心，通過RS232串口與工安防模塊安防信號濕度傳感器紅外探測器緊急按鈕探測器瓦斯氣體傳感器溫度傳感器基于ZigBee技術的居室安全監測系統設計系統圖ZigBee智能家居子系統第9頁/共16頁安防模塊安防信號濕度傳感器紅外緊急按鈕瓦斯氣體傳感器溫度傳感總體設計家庭智能交互終端安全提醒緊急報警移動設備家庭防火用電安全煤氣安全突發情況用戶第10頁/共16頁總體設計家庭智能交互終端安全提醒緊急報警移動設備家庭防火用電軟件流程設計

安防模塊不僅對所安裝的各種安防信號進行處理，而且響應電話控制信號，當安防模塊檢測到緊急情況按鈕后，根據用戶預設的可控程序，進行遠程的電話呼救操作。第11頁/共16頁軟件流程設計安防模塊不僅對所安裝的各種安防信號進行處通過各種探頭、傳感器實現煤氣泄漏、紅外線防盜、煙霧及緊急求助報警等功能，報警信號可自動通過ZigBee網絡傳往控制中心或用戶終端，并啟動相關聯動裝置。在燈光和家用電氣控制系統中也可應用ZigBee技術，通過無線方式將燈光和家用電器連接起來，只需使用一個遙控器在規定范圍內就可以操控各種家用電器，而且遙控模塊可嵌套在便攜電子設備中，用戶只需在設備上設定相應的操作，燈光和家電就會按照規定自動完成這些指令，同時每個操作都會有反饋信息說明操作已完成。第12頁/共16頁通過各種探頭、傳感器實現煤氣泄漏、紅外線防盜、煙霧及緊急求助ZigBee技術與智能家居系統的應用前景及基于該技術的家庭無線傳感器網絡構建與應用。這種方式在現實生活中具有很強的應用性，可以預見隨著微電子技術、Zigbee技術、網絡技術、電源技術的發展，傳感器與Zigbee技術的融合將進一步緊密.相信在不遠的將來，會有越來越多由ZigBee技術延伸而出的設備投入應用，并將極大地改善我們的生活方式。第13頁/共16頁ZigBee技術與智能家居系統的應用前景及基于該技術的家庭無家庭影院家庭影院頻道直播視頻分享家庭安防智能門禁紅外監測視頻監控門磁感應煙感監控燃氣監控家居控制燈光控制窗簾控制家電控制插座控制幕布控制家庭養殖花草澆灌寵物喂養家庭醫療日常保健遠程診斷魔鏡應用智能家庭系統第14頁/共16頁家庭影院家庭影院家庭安防智能門禁家居控制燈光控制家庭養殖花草ThankYou!第15頁/共16頁ThankYou!第15頁/共16頁會計學17ZigBee技術及智能家居會計學1ZigBee技術及智能家居主要內容一二ZigBee網絡通信特點無線傳感器網絡構建

ZigBee智能家居系統三第1頁/共16頁主要內容一二ZigBee網絡通信特點三第1頁/共16頁在剛剛過去的2015年極客公園創新大會上，小米首次在非官方平臺上發布了新款產品：小米智能家庭套裝：

多功能網關人體傳感器門窗傳感器無線開關共同特點主要功能支持Zigbee協議使用小米智能模塊連接ZigBee設備，超低功耗把ZigBee設備連接小米云和其他設備多功能揚聲器，18顆全彩LED可調夜燈第2頁/共16頁在剛剛過去的2015年極客公園創新大會上，小米首次在非官ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據傳輸的應用。

隨著近兩年智能家居的潘多拉魔盒被打開，各類智能家居產品經歷了從無到有的過程后，數量將會越來越多，Zigbee協議才又重新走入了大眾的視野。什么是ZigBee協議？

ZigBee技術是一種提供控制或傳感器等電子元器件之間無線連接的無線通信技術。第3頁/共16頁ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速Zigbee的自身優勢1、低功耗2、低成本3、低速率4、近距離5、短時延6、高容量7、高安全8、免執照頻段在低耗電待機模式下,2節5號干電池可支持1個節點工作6～24個月,甚至更長。這是Zigbee的突出優勢。相比較,藍牙能工作數周、WiFi可工作數小時。通過大幅簡化協議(不到藍牙的1/10),降低了對通信控制器的要求,按預測分析,以8051的8位微控制器測算,全功能的主節點需要32KB代碼,子功能節點少至4KB代碼,而且Zigbee免協議專利費。每塊芯片的價格大約為2美元。Zigbee工作在20～250kbps的較低速率,分別提供250kbps(2.4GHz)、40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始數據吞吐率,滿足低速率傳輸數據的應用需求。傳輸范圍一般介于10～100m之間,在增加RF發射功率后,亦可增加到1～3km。這指的是相鄰節點間的距離。如果通過路由和節點間通信的接力,傳輸距離將可以更遠。Zigbee的響應速度較快,一般從睡眠轉入工作狀態只需15ms,節點連接進入網絡只需30ms,進一步節省了電能。相比較,藍牙需要3～10s、WiFi需要3s。Zigbee可采用星狀、樹狀和網狀網絡結構,由一個主節點管理若干子節點,最多一個主節點可管理254個子節點;同時主節點還可由上一層網絡節點管理,最多可組成65000個節點的大網。Zigbee提供了三級安全模式,包括無安全設定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數據以及采用高級加密標準(AES128)的對稱密碼,以靈活確定其安全屬性。采用直接序列擴頻在工業科學醫療(ISM)頻段,2.4GHz(全球)、915MHz(美國)和868MHz(歐洲)。第4頁/共16頁Zigbee的自身優勢1、低功耗在低耗電待機模式下,2節5與其他通信技術比較

名稱項目ZigBee?802.15.4Bluetooth?802.15.1Wi-Fi?802.11bGPRS/GSM1xRTT/CDMA應用領域廣闊范圍聲音&數據Web,Email,圖像電纜替代品監測&控制系統資源16M＋1M+250kb+4KB-32KB電池壽命（天）1~70.5~51~7100~1000+網絡容量1327255/65000帶寬64~128+11000+72020~250傳輸距離1000+1~1001~1010~100+特點覆蓋面積大，質量好速度快，靈活性價格便宜，方便可靠,低功耗,價格便宜第5頁/共16頁與其他通信技術比較名稱ZigBee?Bluet與其他通信技術結合①與RFID技術的結合使用特點：相輔相成，方便靈活，解決了通信距離近、電源續航能力、移動定位以及覆蓋范圍有限的一些問題。缺點：易受環境影響。②與GPRS（GSM）的結合使用特點：傳輸距離遠、傳輸數據質量好、覆蓋面積大。缺點：后期費用高，響應啟動時間緩慢。③與3G技術的結合使用特點：能實現隨時隨地的數據交換。缺點：手機需要支持3G，費用增加。第6頁/共16頁與其他通信技術結合①與RFID技術的結合使用無線傳感器網絡構建基于ZigBee技術的居室安全監測系統設計，采用的樹型拓撲結構，主要因為其結構簡單，實現方便，不需要大量的協調器節點，降低了成本.每個終端無線傳感器節點為每家的氣表（平時無線通訊模塊為掉電方式，通過路由節點來激活），手持式接受機為移動的路由3種有效的網絡結構（星型、樹型、網狀型）第7頁/共16頁無線傳感器網絡構建基于ZigBee技術的居室安全監測系統設計中心節點是整個監測系統通訊、控制核心，通過RS232串口與工業控制計算機相連，通過計算機的人機交換界面，實現整個系統的可控性和可視性。所有路由節點或部分終端節點的數據，均通過中心節點與工控機進行數據交換，實現整個系統的中央監測與調節。通過功能模塊設計，具有功能鍵設定、液晶參數顯示、越限提示報警和設備自動調節的功能。第8頁/共16頁中心節點是整個監測系統通訊、控制核心，通過RS232串口與工安防模塊安防信號濕度傳感器紅外探測器緊急按鈕探測器瓦斯氣體傳感器溫度傳感器基于ZigBee技術的居室安全監測系統設計系統圖ZigBee智能家居子系統第9頁/共16頁安防模塊安防信號濕度傳感器紅外緊急按鈕瓦斯氣體傳感器溫度傳感總體設計家庭智能交互終端安全提醒緊急報警移動設備家庭防火用電安全煤氣安全突發情況用戶第10頁/共16頁總體設計家庭智能交互終端安全提醒緊急報警移動設備家庭防火用電軟件流程設計

安防模塊不僅對所安裝的各種安防信號進行處理，而且響應電話控制信號，當安防模塊檢測到緊急情況按鈕后，根據用戶預設的可控