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ZIGBEE通信技术在智能家居建筑中的应用

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年6月作者：翁政1 杨俊1 陈峰1 金笛2 李琴3

[导读] 本文简要性地介绍了目前ZIGBEE智能技术的基本功能和类似相关应用类型，分析了目前ZIGBEE智能技术的基本特点和应用性能，并通过智能传感器等多种智能电子产品将其综合应用推广到城市智能家居工程建设中。

中国通信建设集团设计院有限公司1 翁政1 杨俊1 陈峰1 430000
武汉光谷信息管网投资有限公司2 金笛2 430000
武汉车驾保科技有限公司3 李琴3 430000

摘要:本文简要性地介绍了目前ZIGBEE智能技术的基本功能和类似相关应用类型，分析了目前ZIGBEE智能技术的基本特点和应用性能，并通过智能传感器等多种智能电子产品将其综合应用推广到城市智能家居工程建设中。ZIGBEE通信协议广泛用于家用电器和其他电子通信设备，将这些元件之间连接在一起从而形成一个单一的通信网络。
关键词:ZIGBEE；家庭智能家居电子产品；智能应用家庭智能家居技术创新智慧建筑；智能应用家庭智能安居家庭自动控制
        一、引言
        由于电子信息和互联网络现代技术日益快速进入现代人们的日常生活，人们都在不断追求家居生活操作细节的更加简单化，向往一种智能化家居生活，希望用户能在每个家居或者建筑中使用一些智能应用程序，享受"一键式"的简单家居生活智能操作。因此，智能家居的技术概念已经得到了迅速的应用推广，特别是各种新的技术研究成果在发展智能家居通信控制技术方面已经得到了不断的推广应用，ZIGBEE无线通信控制技术研究就是其中非常重要的一项。独立的家用电器在整个家庭内部使用无线网和个域网的通信协议，形成一个统一和完善的通信系统，在此基础上利用现代网络技术的远程开关控制的家用电器和其他设备，以方便最后操作各种家用电器和电子设备。
        二、ZIGBEE技术概述
       ZIGBEE是基于ieeegieee802.15.4标准的一个局域网通信协议。ZIGBEE，又称中国紫蜂合作协议，源于中国蜜蜂独特的"八舞"数字图案。蜜蜂通过高速飞行和嗡嗡(或者izig)的"舞蹈"两种运动方式来实时传递蜂蜜花粉的来源位置和生产地址等信息，构成了整个蜂群系统中的一个通信传输网络。ZIGBEEg这是一种使用价格低廉、距离短、功耗低的现代无线网络通信技术。
        三、ZIGBEE通信协议的特点与性能
        (一)ZIGBEE通信协议的特点
       低功耗；器件容量大；距离短；使用成本低；延时短；运行速度低；安全无使用高频段；使用安全性强。
       (二)ZIGBEE智能技术在现代智能家居以及建筑设计中的重要性能
        第一，可靠性和运行稳定性。ZIGBEE在物理层面上采用了微波扩频干扰技术可用来有效抵抗其他微波信号的射频干扰。macs在应用功能层面还具有实现应答重传和应用csma应用机制的特殊应用功能。它在每个节点文件发送之前需要进行节点扫描，并对信道进行监控，以避免恶劣的干扰。当xyZIGBEE相关网络信号受到其他网络信号的直接干扰，相关网络信道不能正常运行工作时，网络系统会自动、动态不断地重新切换到其他智能工作站的信道，是可靠、稳定的现代智能建筑中不可或缺的一种通信网络技术。其次，ZIGBEE具有高能效。能耗降低是使用ZIGBEE网络协议的一个重要基础技术基本优势。一般来说，基于帧的ZIGBEE传输技术的广泛应用使得数据流的传输速率较低。当检测者需要使用智能手机控制网络通信时，ZIGBEE两个节点不正常工作，处于高度休眠工作状态。

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        基于这种ZIGBEE网络协议的功能组网设备技术基于这种ZIGBEE协议技术的网络功能组网设备目前有三种主要应用:一种设备是无线网络管理协调器。二是是一种使用网络上的路由器。三是加强网络化和终端基础设备。前两个装置属于全型多功能系统装置(ffd)，后一个则属于自动简化型多功能系统装置(RFD)。ZIGBEE拓扑网络主要有三种网络拓扑化的结构:一种星型拓扑网络、网状拓扑网络和一种树型拓扑网络。它们都可能需要至少一个全新的功能通信设备可以作为一个网络通信协调器件来进行网络通信。ZIGBEEv是采用基于ooaodvv的路由管理技术的全球动态资源自治网络路由管理协议。它的每个终端网络节点从不允许执行任何新的路由网络协议。如果一个终端上的节点设备要向任何终端设备名义发送数据，则该终端设备向其父终端设备名义发送一个加入数据请求，然后在没有得到父终端节点设备同意的条件情况下以自己的设备名义直接完成数据路由。无论哪个终端设备向其他终端系统节点设备传输数据，终端设备节点的上一级父终端节点都以自己的设备名称进行响应。
       四、ZIGBEE全系列产品智能化智慧家居设备产品应用类型
        一个是ZIGBEE遥控器。其核心功能主要是自动控制过去被编码过的设备，实时自动显示编码设备运行状态。基于射频ieee802.15.4在2.4Ghz和射频zgmcu和射频ZIGBEE2007/pro网络协议栈，采用ZIGBEE无线技术的红外通信中继器自动控制系统智能网络窗帘、智能网络交换机和智能网络电源插座，有效自动控制家用电器，实时自动查询智能网络家用设备的当前使用状态。采用自动触摸数字按钮进行音量自动控制、调光和音量振动调节唤醒；智能遥控器的几个基本功能主要包括:系统支持自动照明的单关多开双闭单关；自动支持单关多开门单开双关门；控制操作过程音量状态自动显示；支持触摸数字编码等家用智能设备自动控制；支持机械式的滑动按键自动调光和控制音量振动调节。第二个部件是xyZIGBEE红外信号应答器。它通过接收家电网关红外指令或无线遥控网关信号，将ZIGBEE无线遥控信号与其网关红外信号进行连接，并成功地将无线遥控信号直接转发到网关红外信号，从而可以利用网关无线网络技术实现对家电等网关设备的无线网络控制；其中需要特别注意的一点是:在开始使用前，需要将其实现与家电网关等无线设备的硬件代码进行匹配。三个都是带有ZIGBEEf的智能自动开关。其主要优点之一是系统安装简单，无线自动集成组网，性价比高，双向通信，维护方便；操作前我们应特别注意，智能无线交换机号码应与无线网关器和遥控器同时进行单控，执行不同场景中对号码的匹配控制操作，存储不同场景中的号码并匹配相关信息。如果是使用智能电源插座，其内部控制硬件一般由射频功率电路继电器、ZIGBEE射频控制处理模块、微机开关电源等部分组成。为了真正实现外部远程控制，还可能需要一个专门的iiZIGBEE网络开关连接外部控制网络，实现真正传统意义上的外部智能远程控制。
        结语:
        综上所述，ZIGBEE网络技术不仅具有基本的技术优势和基本性能，能够完全满足目前现代家庭智能家居的网络通信系统要求，它不仅具有需要更多的自动化组织和自身的修复处理能力，是现代智能家居通信系统中最理想的网络通信处理模式。智能家居移动控制器核心硬件由最新的基于arm9嵌入式控制系统、手机遥控模块和zzZIGBEE三个模块整合组成。家庭网络系统采用uuZIGBEE四种无线网络系统组成，整个网络系统功能完善，能够有效适应未来一代智能家居技术发展的各种需要。ZIGBEE技术已经成为智能家居建筑中非常重要的技术，将在该领域得到大规模的应用和推广并且拥有长远的市场发展。
参考文献：
[1]卢建伟，崔璨.基于uuZIGBEEe等技术的现代智能家居软件系统工程概要软件设计[j].电子技术与系统软件开发工程，2014(18):25-26.
[2]白国亮.ZIGBEE中国无线通信网络技术及其实际应用发展前景[j].红树林区体育教学，2009(6):79-80.