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ZigBee技术在家庭认知传感网中的应用

作者:时间:2012-05-02来源:网络收藏

充分利用现有数字机顶盒的上传通道,以数字机顶盒为网关推广智能家居是广电网络运营商的不二选择。在新型数字机顶盒中预先植入、Wi-Fi等模块,图1所示是一个网关系统的基本架构,该系统可以充分利用各自的模块优势,在未来的智能家居市场竞争中站稳脚跟。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/155058.htm

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从形态上来说,基于广电网络的智能网关可以采用两种形式:
第一种是硬网关形式,家庭网关作为类似机顶盒伴侣或家庭智能信息终端等独立设备存在。通过提供丰富的有线无线接口(LAN、USB、Wi-Fi、、蓝牙等),实现与机顶盒实时通信。
第二种是软网关形式,通过将相关程序移植到机顶盒内部,实现硬网关同等功能,控制部分通过如、Wi-Fi对等网完成。这种形式下,用户使用一个数字机顶盒就可以实现广电网物联网的所有功能。
2.2 组网模式
在基于ZigBee的家庭网构建中,植入ZigBee模块的机顶盒作为家庭网关,同时作为ZigBee网络协调器,与网络中各子节点进行通讯。其他如植入ZigBee无线网络收发模块的家用设备,或者市场上目前已出现的内嵌ZigBee模块设备作为子节点,负责控制信令或感知数据的收发。
机顶盒上电后,家庭设备子节点将自动加入ZigBee网络,工作过程如下:
(1)ZigBee协调器(机顶盒)成功创建ZigBee网络,等待终端节点加入;
(2)终端节点及器上电后,通过信道扫描、能量检测等手段,自动查找存在的ZigBee网络,找到后加入网络,机顶盒向子节点分配短地址及长地址;
(3)机顶盒MCU保存节点地址信息;
(4)当用户需要控制某终端节点时,在电视屏幕或移动终端上进行选择(比如测量室内温度),机顶盒通过提取温度器子节点的相应地址,向其节点发送指令;
(5)温度传感器子节点收到指令后,对室内温度进行测量,并返回给机顶盒,最终显示在电视机屏幕上。
其中,家庭网络中不同位置的ZigBee模块需要设置不同的运行模式,以执行如下的不同功能;
(1)将机顶盒内的ZigBee模块设置为接收/发送模式,用于接收来自其他ZigBee的信息,并将机顶盒控制信息发送到其他ZigBee;
(2)将与家用设备连接的ZigBee置于接收状态,当接收到控制指令时,控制家电执行操作;
(3)将与传感器连接的ZigBee置于发送状态,将采集的数据发送至机顶盒。
2.3 性能指标
不同房间由于墙的阻挡,会影响信号,需要考虑模块的发射功率和接收灵敏度。文献在无障碍和有障碍的情况下分别就ZigBee的丢包率进行了测试,结果表明,ZigBee节点如果无障碍传输80 m,丢包率1%;传输距离30 m,间隔一堵墙丢包率为0,间隔两堵墙为1%,间隔三堵墙为35%。按照这个结论,普通商品房(间隔不会超过两堵墙)内ZigBee的丢包率应该没有问题。但是实际操作中需要针对不同的ZigBee模块进行相关性能确认,这也是我们的后期工作之一。

3 结语
ZigBee还在不断完善,它所具有的低功耗、低成本、使用便捷等显著的优势,使它必将有着广阔的前景。ZigBee联盟预言在未来的四到五年内,每个家庭将拥有50个ZigBee器件,最后将达到每个家庭150个。相信存不久的将来,基于ZigBee的广电网智能家居产品会走进全球每家每户,在提高我们的生活质量方面作出突出的贡献。


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