基于ZigBee的無線通信技術及其應用

秦賢明

【摘要】 在科技高速發(fā)展的今天，IT技術領域的新興技術層出不窮，無線通信亦是在我們生活中的應用隨處可見。小到耳機，手表的無線通信，大到衛(wèi)星等軍工無線技術應用，可以說，無限通信技術從它出現(xiàn)以來，就從未離開過我們的生產(chǎn)生活。目前各個領域應用到的無線通信技術日新月異，本文介紹了ZigBee的無線通信技術及其在醫(yī)療通信傳輸、家庭智能網(wǎng)絡無線控制的應用，希望能夠得到各位同仁的認可與分享。

【關鍵詞】 無線通信技術 ZigBee 應用

無線通信技術的發(fā)展可以追溯到上個世紀的無線電臺的應用開始，無線通信技術在人們的生產(chǎn)，工作中就有了重要的應用。發(fā)展到今天，無線通信技術，從最開始的電磁波通信，到現(xiàn)在的紅外線，藍牙，以及今天我們要介紹的ZigBee無線通信技術，可以說是發(fā)展迅猛。

從軍工到民用，當今社會所涉及到的無線通信技術越來越多，而應用范圍也變得越來越廣泛。下面筆者就為大家介紹一下ZigBee無線通信技術。

一、ZigBee無線通信技術簡介

ZigBee無線通信技術是一項基于互聯(lián)網(wǎng)應用的無線通信技術，他類似于最開始的GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術，但是ZigBee技術有自己的技術特點。首先，我們要了解的什么是Zigbee，他是一種蜜蜂在發(fā)現(xiàn)花粉時跳ZigZag形式的舞蹈告知同伴的一種信息交換。從中人們得到啟示，發(fā)明了一種低功耗，低成本，低速率，并且沒有那么復雜的近距離無線網(wǎng)絡通信技術。而目前，加入到IT領域以及其他行業(yè)的150多家企業(yè)都加盟了世界性的無線技術ZigBee聯(lián)盟。

ZigBee無線通信技術以他特有的低成本，低功耗等特點，贏得了眾多無線通信技術愛好者的一致好評。由于技術沒有過多的復雜結構和協(xié)議，因此想要掌握這門技術是可以說是非常容易的。ZigBee 采取了 IEEE 802.15.4 強有力的無線物理層所規(guī)定的全部優(yōu)點：省電、簡單、成本又低的規(guī)格；ZigBee 增加了邏輯網(wǎng)絡、網(wǎng)絡安全和應用層。

ZigBee技術的拓撲結，可以有三種分別是星型，樹型和網(wǎng)絡拓撲結構，此拓撲結構是無線通信網(wǎng)絡中常用的幾種，無線通信技術員可以根據(jù)實際情況的需要來確定應用類型。

與此同時，ZigBee無線通信技術還有自己強大的抗干擾能力，他所具有的頻率改變速度可以避開外來已知信號的干擾

二、ZigBee無線通信技術的應用

由于ZigBee無線通信技術傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小，采用成本低廉，沒有強大的電力支持，因此ZigBee技術的應用需要的一個網(wǎng)絡設備眾多，通信覆蓋范圍較大的網(wǎng)絡區(qū)域，而且僅僅適用于無線檢測或監(jiān)控。下面筆者為大家介紹一下關于ZigBee技術的應用

2.1醫(yī)院的醫(yī)療監(jiān)控和通信傳輸

圖1所示的就是醫(yī)院的醫(yī)療監(jiān)控和通信傳輸網(wǎng)絡示意圖。首先網(wǎng)絡中有一個數(shù)據(jù)管理中心，這個數(shù)據(jù)管理中心一般情況下會設置在護士值班處，以便于護士監(jiān)看到醫(yī)生與病人所發(fā)出的任何信息。而在數(shù)據(jù)管理中心有一個ZigBee無線網(wǎng)絡的中心節(jié)點，它是連接各個病房中無線網(wǎng)絡與管理中心的信號連接點，無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)就是通過這個節(jié)點進行相互傳輸?shù)?。一般來說這個節(jié)點設備是一臺無線ZigBee路由。而每個病房中也會有一個中央ZigBee路由器，負責連接中心節(jié)點和各個病人之間的通信。

每個病人的床位處，都會有一個帶有ZigBee的病房監(jiān)護儀器或呼叫器。當病人有需要的時候，就會按響呼叫器，通過無線網(wǎng)絡傳輸，數(shù)據(jù)管理中心的醫(yī)護人員就會知道這個病人需要醫(yī)生的幫助，這樣醫(yī)護人員可以在第一時間感到病人的身邊對病人進行救治和護理。而有些病人由于病情需要，自身帶著一個病人移動式監(jiān)護器，當病人走出病房的時候，身上的病情監(jiān)護器會隨時監(jiān)控其身體健康狀況，而一旦發(fā)生健康問題，就會發(fā)出警報，而此時，無論是走廊，還是洗手間，都會有一個ZigBee無線網(wǎng)絡路由，通過這個路由器將信息傳輸?shù)焦芾碇行?，而醫(yī)護人員就會在第一時間得知病人在什么地方，身體出現(xiàn)什么樣的情況，從而盡快趕到事發(fā)地點，對患者進行救治。而ZigBee無線通信的網(wǎng)絡優(yōu)勢就是傳輸速度快，功耗小，他所發(fā)出的無線信號輻射對人體健康是沒有任何危害的。因此，醫(yī)院一般情況下都會采用這種無線通信網(wǎng)絡進行信息交流。

2.2智能家庭無線控制網(wǎng)絡

通常情況下，一個智能家庭無線控制網(wǎng)絡的所應用的無線通信技術都是ZigBee技術，這個網(wǎng)絡的建立首先是用到了Internet網(wǎng)絡技術，由于房屋的建筑面積是有一定過的范圍的，所以很適合ZigBee無線網(wǎng)絡技術的應用。要想在家里建立一個ZigBee無線控制網(wǎng)絡，首先要建立一個ARM家庭網(wǎng)關，以便于控制所有的家電。之后就需要在一定范圍內(nèi)放置一個ZigBee路由器，用以各個家電與中央網(wǎng)關的數(shù)據(jù)傳輸。在這個網(wǎng)絡中，要求每個分支單元的終端（即電視，冰箱，水表等終端設備）都要安裝ZigBee無線模塊，否則網(wǎng)絡將無法實現(xiàn)信息互換。

而各個終端的控制系統(tǒng)則可以建立在中央控制設備中，也可以設置一些遙感控制，比如用聲音控制電視的開啟或關閉，比如溫度控制空調進行調節(jié)最適合的溫度，或者遙控器終端控制微波爐或其冰箱制冷等等，而這些以往的遙感控制網(wǎng)絡需要的是各個信號口相對接，才能得到相應的控制，而有了ZigBee無線通信網(wǎng)絡以后，就可以在家里的任何一個角落都能控制這些家電。這樣的智能家庭控制網(wǎng)絡應用ZigBee無線通信技術，成本較低，而且ZigBee無線通信技術的抗干擾能力較好，對于家庭網(wǎng)絡來說，是一種較為實用的無線通信技術。

三、結束語

綜上所述，通過對ZigBee無線通信技術以及其相應的應用介紹，筆者認為，ZigBee無線通信網(wǎng)絡的應用將會在未來的各個領域中得到更廣泛的應用，其特有的低成本，低功耗，抗干擾能力強的特點，將會是未來無線通信技術領域的佼佼者。相信在時代的發(fā)展下，智能ZigBee無線通信網(wǎng)絡會得到更多的應用。

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] 吳昕.基于ZigBee短距離無線通信的三相智能電表系統(tǒng)的設計[D].廣西大學，2013