Zigbee实现智能家庭

作者：时间：2013-12-09 来源：网络

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　　zigbee联盟的应用方向定位于：家庭自动化 (HomeAutomation)、楼宇自动化(CommercialBuilding Automation)、工农业监控(IndustrialPlantMonitor)、传感器应用(Wireless Sensor Applications)、电信应用 (TelecomApplications)、其它监控领域(医疗、消费电子、计算机外设等)。

　　Zigbee联盟在2004年12月正式推出Zigbee 1.0 版本标准。2006年10月发布其增强版本“Zig bee-2006 Specifications”，主要面向家庭应用环境。 Zigbee联盟于2008年1月发布了最新的版本规范，增加了面向商业应用环境的协议栈模型，在技术上除了对现有技术加以完备和改进以外，还增加了很多旨在增强网络灵活性及扩展网络适用性的新特性，如连接两个或两个以上的PAN(LinkTwo orMoreNet- works)、网络内部移动性(IntraPAN Portability)、网络扩张的动态作用机制(Dynamic SystemReactionto Growth ofNetworks)和PAN的频率灵活性(PANFre- quencyAgility)等。

　　4 Zigbee在智能家庭中的应用

　　家庭内部通常地理范围较小，而无线通信具有无需进行铺线等有线通信所不具备的优势，因此家庭网络中的联网非常适合通过近距离无线通信来实现。为了把人们从日常琐事中解放出来，家庭自动化是Zig bee技术最有吸引力的一种应用。有了Zigbee之后，尽管你家里的电器来自不同厂家，但它们都能彼此沟通和合作。你可以如此配置你的家庭网络：当你打开电视机时，灯光自动减弱；当电话铃响起时或你拿起话机准备打电话时，电视机自动静音。利用Zigbee技术你还可以做更多的事，例如你家里的每一个成员都可以有一个私人的电子轮廓(它可能是一个小小的符合 Zigbee标准的器件)，其他电器都可以通过检测此轮廓而有所反应。现在，假如附近没有其他轮廓或者你的轮廓具有最高优先级，那么家里的灯光、温度、音乐、电视节目和网站都将自动按照你的喜好自动设置。如果把你的私人轮廓放在你的口袋里，你还可以把自动化带到室外或你的办公室里。为了让你的轮廓达到上述效果，你并不需要完成复杂的配置，因为你的轮廓可以通过自学程序自动构成。

　　图1给出了在家庭网络中近距离无线通信的位置。家庭网络通过家庭网关与电信网络相结合，可以让您使用手机、电话或互联网随时随地了解到家中出现的任何状况，对家中的电器进行远程控制和操作。

当前的高级家庭自动化系统要求电器智能元件具备超低功耗特性、协同工作能力和网络功能．家庭自动化成为Zigbee技术的一个关键应用，应该归功于 Zigbee的低功耗、互操作功能。飞思卡尔的解决方案是Zigbee兼容，并为iTRONIC系统等产品提供与住宅中的其它设备互操作的功能。使用 iTRONIC家庭自动化系统，房主能够通过电话或互联网远程控制家庭装置的诸多功能。iTRONIC系统可以节约能源，还能管理一些日常预定任务，包括运行水池水泵和灌溉系统、检查和调节温度和照明系统。iRONIC系统可以通过电话、短消息(SMS)和网络向房主发出关于入侵、烟火探测、告警状态的通知，从而将家庭安全性提升到一个新的水平。Zigbee的另一优势在于该类产品可以联网，同时还具有高可靠及高安全等特性。Zigbee 网络可在烟雾探测器和其它系统间进行信号路由。因此，发生火灾时，某一个烟雾传感器的报警会触发整个楼宇内其它烟雾传感器的报警，同时自动开启洒水系统和应急灯；大厦管理人员还能迅速知晓哪里是火灾源头。

美国伊顿(Eaton)推出了采用近距离无线通信标准ZigBee的家用传感器产品“HomeHeartbeat”。Home Heartbeat主要通过提示用户家中的电器产品、门窗等的状态来确保安全。比如，可以在出门前确认家中的窗户是否已全部关好，或者咖啡机等电器是否已经关闭等。HomeHeartbeat由传感器、存储信息的“Base Station”和通过液晶屏显示信息的便携式“HomeKey” 组成，均具备基于 Zigbee的通信功能。传感器方面，备有用于检测管道漏水、确认门窗状态以及电源开关状态的产品。为了便于用户单手操作，Home Key 采用了可用大拇指滚动画面的设计。另外，Home Key还具有网络接入设备认证功能。在初次使用时，用户只要将HomeKey插入Base Station后，再将HomeKey插入设置在家中各处的传感器，即可构成网络。

　　韩国最大的电信公司SKTelecom公司在2005年 10月推出新的数字智能家庭服务，其核心的技术为 Ember公司提供的Zigbee无线技术。该服务可以使用户采用手机、互联网遥控家庭设备。第一阶段，数字家庭服务将提供Ember公司无线设备、传感器和服务，用于监视和控制家用设备、电灯、烟雾探测器、防盗探测器、室温控制器、气体阀门和电子门锁，所有连接通过基于Zigbee技术的网关无线连接到互联网。用户可以通过远程或在家内采用SKTelecom公司的24x7 家庭监控服务监测和控制这些设备。

　　5 结束语

　　家庭内部通常地理范围较小，而无线通信具有无需进行铺线等有线通信所不具备的优势，因此家庭网络中的联网非常适合通过近距离无线通信来实现。 Zigbee技术具备的超低功耗特性、协同工作能力和网络功能使得它相当适合担当家庭自动化领域中的主要角色。Zigbee在家庭网络中起到的作用主要表现在以下4个方面：

　　(1)控制

　　●享受灵活的管理方式，你可以从家里的任何地方来控制电灯、暖气、空调系统；

　　●多个家庭系统的自动控制，使你的生活更加节能、方便、安全。

　　(2)节能

　　●获取详尽的电、水、煤气使用数据；

　　●嵌入的智能系统能够优化对自然资源的消耗。

　　(3)便利

　　●不需布线就可以安装、升级网络化的家庭控制系统；

　　●从一个单一控制远端就可以配置和运行多个系统。

　　(4)安全

　　●安装方便的无线传感器能够在多种环境中进行监控；

　　●检测到异常事件时能自动接收到系统提示。