ZIGBEE实际应用方案.ppt

ZigBee技 术 简 介 ZigBee应 用 条 件 低功耗； 低成本； 较低的报文吞吐率； 需要支持大型网络接点的数量级； 对通信服务质量QoS要求不高（甚至无QoS）； 需要可选择的安全等级（采用AES-1 2 8）， 加密 发送鉴别 报文的完整性 需要多方面的较复杂的网络拓扑结构应用；要求高的网络自组织、自恢复能力。 顺 舟 科 技 工 业 无 线 数 据 通 信 专 业 开 发 商 ZigBee技 术 简 介 ZigBee应 用 场 合 无 线 传 感 器 网 络 WSN； 带 负 载 管 理 功 能 的 自 动 抄 表 (AMR)系 统 ； 智 能 交 通 、 油 气 生 产 遥 测 遥 控 通 信 系 统 ； 监 控 照 明 、 HVAC和 写 字 楼 安 全 ; 农 田 耕 作 、 环 境 监 测 、 水 利 水 文 监 测 无 线 通 信 ； 工 业 制 造 、 过 程 控 制 遥 测 遥 控 ； 对 病 患 、 设 备 及 设 施 进 行 医 疗 和 健 康 监 控 ； 家 庭 监 控 、 HVAC、 安 防 报 警 系 统 运 用 ； 有 源 RFID应 用 ， 用 于 产 品 运 输 、 产 品 跟 踪 、 存 储 较 大 物 品 和 财 产 管 理 ； 军 事 应 用 ， 包 括 战 场 监 视 和 机 器 人 控 制 ； 汽 车 应 用 ， 配 合 传 感 器 网 络 报 告 汽 车 所 有 系 统 的 状 态 。顺 舟 科 技 工 业 无 线 数 据 通 信 专 业 开 发 商 ZigBee技 术 应 用 解 决 方 案基 于 ZigBee技 术 的 油 田 油 井 遥 测 遥 控 无 线 通 信 ZigBee技 术 应 用 解 决 方 案 液 化 天 然 气容 器 跟 踪 润 滑 油 供 应 链液 化 天 然 气 罐 远 程 监 控 油 气 管 线 的 腐 蚀 检 测油 气 管 线 侵 入 者 检 测 ZigBee技 术 在 石 油 石 化 行 业 的 应 用 油 船 引 擎 振 动 监 控 化 工 产 品 铁 路 槽 车 的 远 程 信 息 处 理油 罐 车 驾 驶 员 安 全 措 施 ZigBee技 术 应 用 解 决 方 案ZigBee技 术 在 石 油 石 化 行 业 的 应 用 ZigBee技 术 应 用 解 决 方 案ZigBee技 术 在 路 灯 行 业 的 应 用 ZigBee技 术 应 用 解 决 方 案ZigBee技 术 在 路 灯 行 业 的 应 用 Zigbee无 线 智 能 照 明 单 灯 控 制 方 案本 系 统 由 zigbee单 灯 控 制 器 、 zigbee+GPRS子 网 管 理 器 和 路 灯 监 控 软 件 组 成 ， 可 以 实 现 对 路 灯 的 实时 监 控 和 管 理 ， 确 保 高 效 稳 定 、 全 天 候 运 行 ， 监 控 不 必 要 的 “ 全 夜 灯 ” 照 明 ， 有 效 降 低 能 源 消耗 。 对 于 城 市 公 共 照 明 系 统 来 说 ， 采 用 智 能 化 的 管 理 系 统 是 实 现 能 源 节 约 、 减 少 资 源 浪 费 、 满足 人 们 生 活 需 求 、 显 示 现 代 化 城 市 靓 丽 风 景 的 科 学 解 决 方 案 。 系 统 组 成Zigbee单 灯 控 制 器 ： 连 接 路 灯 ， 对 每 一 盏 灯 进 行 开 关 、 调 光 控 制 ， 并 采 集 电 压 、 电 流 、 功 率 因 素 、亮 度 、 温 度 等 信 息 。Zigbee+GPRS子 网 管 理 器 ： 是 单 灯 控 制 器 和 路 灯 监 控 软 件 的 通 讯 桥 梁 。 它 负 责 监 控 子 网 内 的 灯 具 ，将 监 控 中 心 的 命 令 下 达 给 单 灯 控 制 器 ， 将 灯 具 及 线 路 信 息 反 馈 给 监 控 中 心 。 子 网 管 理 器 还 可 以 扩 展 回 路 控 制 功 能 。路 灯 监 控 软 件 ： 提 供 友 善 的 人 机 界 面 和 高 级 管 理 功 能 ， 结 合 城 市 地 理 信 息 ， 配 合 硬 件 使 各 种 繁重 、 复 杂 、 重 复 的 工 作 在 极 短 的 时 间 内 自 动 完 成 。 系 统 特 点采 用 世 界 领 先 的 zigbee无 线 自 组 网 技 术 ， 结 合 GPRS远 传 技 术 ， 随 时 随 地 远 程 控 制实 现 对 路 灯 单 灯 控 制 ， 具 有 定 时 、 分 控 、 故 障 检 测 、 防 盗 报 警 等 功 能安 装 简 便 ， 无 需 布 线 ， 实 现 模 块 化 安 装单 灯 控 制 与 策 略 控 制 结 合 ， 能 够 实 现 一 隔 一 、 一 隔 二 等 各 种 亮 灯 方 式调 光 控 制 与 隔 盏 亮 灯 结 合 ， 满 足 不 同 路 段 的 亮 灯 需 求拓 展 雨 雪 传 感 器 、 光 照 度 传 感 器 ， 综 合 判 断 亮 灯 需 求监 控 中 心 与 移 动 设 备 结 合 控 制 ， 方 便 工 作 人 员 现 场 调 试系 统 自 动 检 测 生 成 故 障 报 表 ， 实 现 订 单 式 维 修 GPRS/CDMA数 据 库监 测 管 理 中 心ZIGBEE中 心 节 点 ZIGBEE路 由 节 点管 道 监 测 传 感 器 ZigBee技 术 应 用 解 决 方 案基 于 ZigBee技 术 的 管 道 监 测 无 线 数 据 传 输 网 络 应 用：石油管道远程监测、天然气管道监测、城市热网管道监测 ZigBee技 术 应 用 解 决 方 案 单 元 楼 GPRS/CDMA 数 据 库集 抄 中 心ZIGBEE中 心 节 点ZIGBEE终 端 节 点居 民 小 区每 幢 单 元 楼 设 置 一 个 ZIGBEE远 端 节 点采 用 MESH网 状 网 络 结 构 ， 保 证 数 据 传 输 的 可 靠 性一 个 小 区 设 置 一 个 ZIGBEE中 心 节 点ZIGBEE中 心 节 点 数 据 通 过 GPRS/CDMA或 ADSL上 传 到 集 抄 中 心 基 于 ZigBee技 术 的 无 线 三 表 远 程 抄 表 系 统 485总 线ZIGBEE远 端 节 点 1 ZIGBEE中 心 节 点单 元 楼 1 ZIGBEE远 端 节 点 NZigBee三 表 抄 表 系 统 -单 元 楼 结 构 图 每 幢 单 元 楼 设 置 一 个 ZIGBEE远 端 节 点 ， 负 责 数 据 收 发 或 作 路 由 器ZIGBEE远 端 节 点 上 传 到 ZIGBEE中 心 节 点每 楼 层 的 水 电 煤 三 表 通 过 RS485总 线 连 接 数 据 采 集 器 ， 再 连 接 到 ZIGBEE远 端 节 点楼 层 电 表煤 气 表水 表 数 据 采 集 器基 于 ZigBee技 术 的 无 线 三 表 远 程 抄 表 系 统 ZigBee技 术 应 用 解 决 方 案 GPRS/CDMA 数 据 库监 测 管 理 中 心ZIGBEE中 心 节 点ZIGBEE终 端 节 点闸 位 计 雨 量 计潮 位 计水 位 计 ZigBee技 术 应 用 解 决 方 案基 于 ZigBee技 术 的 水 文 水 利 监 测 无 线 数 据 传 输 网 络 每 个 水 文 水 利 计 量 处 设 置 一 个 ZIGBEE远 端 节 点采 用 MESH网 状 网 络 结 构 ， 保 证 数 据 传 输 的 可 靠 性一 个 区 域 检 测 点 设 置 一 个 ZIGBEE中 心 节 点ZIGBEE中 心 节 点 数 据 通 过 GPRS/CDMA或 ADSL上 传 到 监 测 中 心应 用：河道水文水利监测、湖泊水库监测、沿海潮汛潮位监测 ZigBee智 能 交 通 控 制 系 统 无 线 通 信 方 案 ZigBee技 术 应 用 解 决 方 案 交 通 信 号 灯可 变 标 志车 检 仪 器 RTMS检 测感 应 线 圈路 口 控 制 机 ZigBee无 线 通 信 ZigBee中 心 节 点ZIGBEE无 线 通 信 的 交 通 信 号 控 制 系 统 交 通 路 口 控 制 通 信 路 口 控 制 机 Zigbee网 状 网 络 到 其 他 路 口 控 制 节 点Zigbee路 由 节 点Zigbee路 由 节 点Zigbee路 由 节 点Zigbee路 由 节 点 数 据 控 制 中 心Zigbee中 心 节 点 ZigBee智 能 交 通 控 制 系 统 无 线 通 信 方 案 ZigBee技 术 应 用 解 决 方 案 ZIGBEE无 线 通 信 的 交 通 信 号 控 制 系 统 远 程 实 时 控 制 通 信 管 理 中 心ZIGBEE中 心 节 点房 间带 ZIGBEE的 病 房 监 护 仪 器 、 呼 叫 按 扭ZIGBEE路 由 器 ZigBee技 术 应 用 解 决 方 案 病 人 移 动 式监 护 仪 器医 院 对 病 患 、 监 护 设 备 及 设 施 进 行 医 疗 和 健 康 监 控借 助 于 各 种 传 感 器 和 ZigBee网 络 ， 准 确 而 且 实 时 地 监 测 病 人 的 血 压 、 体 温 和 心 跳 速 度 等 信 息 ， 从 而减 少 医 生 查 房 的 工 作 负 担 ， 有 助 于 医 生 作 出 快 速 的 反 应 ， 特 别 是 对 重 病 和 病 危 患 者 的 监 护 和 治 疗 。 ZigBee技 术 应 用 解 决 方 案基 于 ZigBee技 术 的 无 线 点 餐 系 统 通 信 解 决 方 案 应 用：餐饮无线点餐系统、茶楼、咖啡馆、网吧、KTV娱乐场所呼叫系统 在 工 业 领 域 ： 利 用 传 感 器 和 ZigBee网 络 ， 使 得 数 据 的 自 动 采 集 、 分 析 和 处理 变 得 更 加 容 易 ， 可 以 作 为 决 策 辅 助 系 统 的 重 要 组 成 部 分 。 例 如 危 险 化 学 成 分的 检 测 、 火 警 的 早 期 检 测 和 预 报 、 高 速 旋 转 机 器 的 检 测 和 维 护 。 这 些 应 用 不 需要 很 高 的 数 据 吞 吐 量 和 连 续 的 状 态 更 新 ， 重 点 在 低 功 耗 ， 从 而 最 大 程 度 地 延 长电 池 的 寿 命 ， 减 少 ZigBee网 络 的 维 护 成 本 。 在 汽 车 上 ： 主 要 是 传 递 信 息 的 通 用 传 感 器 。 由 于 很 多 传 感 器 只 能 内 置 在 飞 转的 车 轮 或 者 发 动 机 中 ， 比 如 轮 胎 压 力 监 测 系 统 ， 这 就 要 求 内 置 的 无 线 通 信 设 备使 用 的 电 池 有 较 长 的 寿 命 （ 大 于 或 等 于 轮 胎 本 身 的 寿 命 ） ， 同 时 应 该 克 服 嘈 杂的 环 境 和 金 属 结 构 对 电 磁 波 的 屏 蔽 效 应 。 在 精 确 农 业 ： 传 统 农 业 主 要 使 用 孤 立 的 、 没 有 通 信 能 力 的 机 械 设 备 ， 主 要 依靠 人 力 监 测 作 物 的 生 长 状 况 。 采 用 了 传 感 器 和 ZigBee网 络 后 ， 农 业 将 可 以 逐 渐地 转 向 以 信 息 和 软 件 为 中 心 的 生 产 模 式 ， 使 用 更 多 的 自 动 化 、 网 络 化 、 智 能 化和 远 程 控 制 的 设 备 来 耕 种 。 传 感 器 可 能 收 集 包 括 土 壤 湿 度 、 氮 浓 度 、 pH值 、 降水 量 、 温 度 、 空 气 湿 度 和 气 压 等 信 息 。 这 些 信 息 和 采 集 信 息 的 地 理 位 置 经 由 ZigBee网 络 传 递 到 中 央 控 制 设 备 供 农 民 决 策 和 参 考 ， 这 样 农 民 能 够 及 早 而 准 确地 发 现 问 题 ， 从 而 有 助 于 保 持 并 提 高 农 作 物 的 产 量 。 ZigBee技 术 应 用 小 结 ZigBee技 术 应 用 小 结 在 家 庭 和 楼 宇 自 动 化 领 域 ： 家 庭 自 动 化 系 统 作 为 电 子 技 术 的 集 成 被 得 到 迅 速 扩展 。 易 于 进 入 、 简 单 明 了 和 廉 价 的 安 装 成 本 等 成 了 驱 动 自 动 化 居 家 和 建 筑 开 发 和应 用 无 线 技 术 的 主 要 动 因 。 未 来 的 家 庭 将 会 有 50100个 支 持 ZigBee的 芯 片 被 安装 在 电 灯 开 关 、 烟 火 检 测 器 、 抄 表 系 统 、 无 线 报 警 、 安 保 系 统 、 HVAC 、 厨 房器 械 中 ， 为 实 现 远 程 控 制 服 务 。 在 医 学 领 域 ： 将 借 助 于 各 种 传 感 器 和 ZigBee网 络 ， 准 确 而 且 实 时 地 监 测 病 人 的血 压 、 体 温 和 心 跳 速 度 等 信 息 ， 从 而 减 少 医 生 查 房 的 工 作 负 担 ， 有 助 于 医 生 作 出快 速 的 反 应 ， 特 别 是 对 重 病 和 病 危 患 者 的 监 护 和 治 疗 。 在 消 费 和 家 用 自 动 化 市 场 ： 可 以 联 网 的 家 用 设 备 有 电 视 、 录 像 机 、 无 线 耳 机 、 PC外 设 （ 键 盘 和 鼠 标 等 ） 、 运 动 与 休 闲 器 械 、 儿 童 玩 具 、 游 戏 机 、 窗 户 和 窗 帘 、照 明 设 备 、 空 调 系 统 和 其 它 家 用 电 器 等 。 近 年 来 ， 由 于 无 线 技 术 的 灵 活 性 和 易 用性 ， 无 线 消 费 电 子 产 品 已 经 越 来 越 普 遍 、 越 来 越 重 要 。 ZigBee技 术 应 用 小 结在 道 路 指 示 、 方 便 安 全 行 路 方 面 ： 如 果 沿 着 街 道 、 高 速 公 路 及 其 它 地 方 分布 式 地 装 有 大 量 路 标 或 其 它 简 单 装 置 ， 你 就 不 再 担 心 会 迷 路 。 安 装 在 你 汽 车里 的 装 置 会 告 诉 你 ， 你 现 在 所 处 的 位 置 、 正 向 何 处 去 。 虽 然 从 全 球 定 位 系 统（ GPS） 也 能 获 得 类 似 服 务 ， 但 是 这 种 新 的 分 布 式 系 统 会 向 你 提 供 更 精 确 、更 具 体 的 信 息 。 即 使 在 GPS覆 盖 不 到 的 楼 内 或 隧 道 内 ， 你 仍 能 继 续 使 用 此系 统 。 事 实 上 ， 你 从 这 个 新 系 统 能 够 得 到 比 GPS多 得 多 的 信 息 ， 如 限 速 、前 面 那 条 街 是 单 行 线 还 是 双 行 线 、 前 面 每 条 街 的 交 通 情 况 或 事 故 信 息 等 。 使用 这 种 系 统 ， 还 可 以 跟 踪 公 共 交 通 情 况 ， 你 可 以 适 时 地 赶 上 下 一 班 车 ， 而 不至 于 在 寒 风 中 或 烈 日 下 在 车 站 等 上 数 十 分 钟 。 基 于 这 样 的 新 系 统 还 可 以 开 发出 许 多 其 它 功 能 ， 例 如 在 不 同 街 道 根 据 不 同 交 通 流 量 动 态 调 节 红 绿 灯 ， 追 踪超 速 的 汽 车 或 被 盗 的 汽 车 等 。 当 然 ， 应 用 这 一 系 统 的 关 键 问 题 在 于 成 本 、 功 耗 和 安 全 性 等 方 面 ， 而 这 正 是 802.15.4要 解 决 的 问 题 。 ZigBee的 主 要 优 势 在 于 该 类 产 品 可 以 联 网 ， 同 时 还 具 有 可 互 操 作 、 高 可 靠 及高 安 全 等 特 性 。 许 多 应 用 现 在 已 经 能 够 在 不 使 用 电 缆 的 情 况 下 进 入 家 庭 和 建筑 当 中 ， 将 来 还 可 通 过 远 程 控 制 (甚 至 可 以 是 手 机 )来 实 现 对 楼 宇 自 动 化 设 备的 管 理 。 ZigBee作 为 一 种 新 兴 的 近 距 离 、 低 复 杂 度 、 低 功 耗 、 低 数 据 速 率 、 低 成 本 的无 线 网 络 技 术 ， 有 效 弥 补 了 低 成 本 、 低 功 耗 和 低 速 率 无 线 通 信 市 场 的 空 缺 ，其 成 功 的 关 键 在 于 丰 富 而 便 捷 的 应 用 ， 而 不 是 技 术 本 身 。 我 们 有 理 由 相 信 在不 远 的 将 来 ， 将 有 越 来 越 多 的 内 置 式 ZigBee功 能 的 设 备 进 入 我 们 的 生 活 ， 并 将极 大 地 改 善 我 们 的 生 活 方 式 和 体 验 。 从 8 0 2 .1 5 .4 到 ZigBee不 难 发 现 ， 这 些 标 准 的 目 的 ， 就 是 希 望 以 低 价 切 入 产 业 自动 化 控 制 、 能 源 监 控 、 机 电 控 制 、 照 明 系 统 管 控 、 家 庭 安 全 和 RF遥 控 等 领 域 。传 递 少 量 信 息 ， 例 如 ： 控 制 （ Control） 或 是 事 件 （ Event） 的 资 料 传 递 ， 都 是ZigBee容 易 发 挥 的 战 场 。 ZigBee技 术 适 合 于 承 载 数 据 流 量 较 小 的 业 务 。 主 要 应用 领 域 包 括 工 业 控 制 、 消 费 性 电 子 设 备 、 汽 车 自 动 化 、 农 业 自 动 化 和 医 用 设备 控 制 等 。 对 于 传 送 长 度 一 般 为 几 十 字 节 的 传 感 器 读 数 来 说 ， 高 带 宽 是 多 余 的 ， ZigBee低带 宽 的 奇 迹 是 节 能 ， 正 好 有 助 于 它 实 现 其 低 功 率 、 低 成 本 和 强 健 性 的 目 标 。小 结