網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)論文(2)
網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)論文
網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)論文篇二
新型、開放的無線互聯(lián)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ZigBee分析
摘要： 在科技發(fā)展的今天，人們逐漸提出了一種“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，其中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了各行各業(yè)的迅速發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要有4種技術(shù)作為其核心技術(shù)支持，其中“無線傳感網(wǎng)絡(luò)”技術(shù)作為一種新型的技術(shù)，它涉及到的范圍也是比較廣泛。但是無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)林立的狀態(tài)，而且這種狀態(tài)已經(jīng)越來越不利于各網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)及網(wǎng)絡(luò)的管理。作為一種新型、開放的無限互聯(lián)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ZigBee技術(shù)，這種技術(shù)的出現(xiàn)從而有效地進(jìn)行解決網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞墓芾淼葐栴}。
1 ZigBee技術(shù)簡(jiǎn)述
在無限互聯(lián)傳感技術(shù)中，ZigBee技術(shù)是一種新型、開放的短距離、低功耗、低速率的無線互聯(lián)傳感技術(shù)，它是一種介于無線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案。這種技術(shù)目前只適合應(yīng)用在一些短距離的無線網(wǎng)絡(luò)通信等方面。
ZigBee是基于IEEE 802.15.4的遠(yuǎn)程監(jiān)控，其中其應(yīng)用已經(jīng)滲入到智能家居、智能交通、無線測(cè)繪以及醫(yī)療等領(lǐng)域，具有較大的發(fā)展空間。并在2001年成立了ZigBee聯(lián)盟，為以后的技術(shù)發(fā)展提供更廣闊的技術(shù)指導(dǎo)。
2 ZigBee協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)分析
ZigBee協(xié)議棧主要有物理層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層以及應(yīng)用層等組成。一般物理層主要負(fù)責(zé)最基本的無線通信，經(jīng)常是由調(diào)制和傳輸以及數(shù)據(jù)的加密及接收等構(gòu)成。而鏈路層主要是提供設(shè)備之間的單跳通信和可靠傳輸以及通信安全。網(wǎng)絡(luò)層一般主要提供通用的網(wǎng)絡(luò)層的功能，常見有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的搭建和維護(hù)、尋址和安全路由等。而應(yīng)用層一般主要包括應(yīng)用支持子層和ZigBee設(shè)備對(duì)象以及各種應(yīng)用對(duì)象。而應(yīng)用支持子層主要是提供安全與映射管理的服務(wù)，ZDO一般主要負(fù)責(zé)設(shè)備的管理，其中包括安全的策略和安全的配置等的管理，并且應(yīng)用層提供對(duì)ZDO和ZigBee應(yīng)用的服務(wù)。
3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析
在ZigBee的規(guī)范定義中，對(duì)ZigBee協(xié)調(diào)器和ZigBee路由器以及ZigBee終端設(shè)備進(jìn)行定義。其中ZigBee協(xié)調(diào)器主要是負(fù)責(zé)啟動(dòng)和配置整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，一般在一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中只能允許有一個(gè)ZigBee融協(xié)調(diào)器。而ZigBee路由器它是屬于一種支持關(guān)聯(lián)的重要設(shè)備，一般一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以有多個(gè)ZigBee路由器，它主要是將消息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)到其它的設(shè)備上，但是其在星型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中不支持ZigBee路由器，但是ZigBee的終端設(shè)備可以進(jìn)行執(zhí)行與其相關(guān)的基本功能，從而使網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備之間的通信。
4 ZigBee技術(shù)的應(yīng)用分析
在無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，ZigBee技術(shù)的發(fā)展為短距離的無線通信技術(shù)提供革命性的變化，它的低速率和短距離以及傳輸數(shù)據(jù)最少的特點(diǎn)，填補(bǔ)了我國(guó)自組網(wǎng)的傳感器領(lǐng)域應(yīng)用的空白。下面對(duì)當(dāng)前幾中無線互聯(lián)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析
我們可以看出，每一種無線通信技術(shù)都具有自己的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和發(fā)展應(yīng)用的領(lǐng)域，通過分析可知，ZigBee技術(shù)更適合在一些大量的微小傳感器之間進(jìn)行傳輸通信，是一種新型的無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在工業(yè)、軍事、農(nóng)業(yè)、環(huán)境以及醫(yī)療等領(lǐng)域都有巨大的發(fā)展應(yīng)用價(jià)值。
ZigBee技術(shù)的發(fā)展涉及到的范圍比較廣泛，常見的有網(wǎng)絡(luò)傳輸和射頻技術(shù)以及底層軟硬件控制等技術(shù)。一般在應(yīng)用ZigBee技術(shù)來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)時(shí)，一般需要考慮網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)硬件的設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能中所需要的軟件設(shè)計(jì)。目前，市場(chǎng)上在硬件上的設(shè)計(jì)主要是應(yīng)用ZigBee的射頻芯片及片上系統(tǒng)，例如，TI公司的CC2420和CC2430以及Ember公司的EM250和260等等，一般這些芯片大大的降低了硬件的設(shè)計(jì)要求，一般在芯片上加入一些少量的元件就可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的節(jié)點(diǎn)，而對(duì)于其軟件設(shè)計(jì)主要是利用ZigBee協(xié)議棧，它是ZigBee技術(shù)的核心部分，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)和校驗(yàn)以及各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜吐酚捎?jì)算等復(fù)雜的功能。隨著ZigBee聯(lián)盟對(duì)ZigBee協(xié)議棧的逐漸開放，從而降低了軟件上的一些限制。
目前ZigBee技術(shù)的提供有三種方式：1)利用ZigBee RF+MCU ZigBee協(xié)議棧然后在MCU上進(jìn)行運(yùn)行的方式，其主要具有超低功耗和較好的無線電性能以及成本低等特點(diǎn);2)利用集成的MCU和RF收發(fā)器以及ZigBee協(xié)議棧進(jìn)行的單芯片集成SOC方式，這種方式具有占位面積小和集成度高以及成本控制地等特點(diǎn);3)利用ZigBee協(xié)處理器和MCU雙芯片的組合方式，其方式在用戶進(jìn)行設(shè)計(jì)和使用的過程中，具有較高的彈性和靈活度，一般不需要牽涉到較多的ZigBee開發(fā)技術(shù)，經(jīng)?？梢匀我膺M(jìn)行選擇MCU和加速產(chǎn)品。
5 ZigBee技術(shù)發(fā)展的展望
在無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，ZigBee技術(shù)作為一種新型、開放的無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，由于其具有短距離、低功耗、低速率的優(yōu)越特性，因此，奠定了其在以后的短距離傳輸中具有較大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，但是這種技術(shù)只適合短距離的傳輸，因此，在遠(yuǎn)距離的傳輸中還是面臨一定的問題。同時(shí)這種技術(shù)帶動(dòng)了無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，而且解決了一些傳統(tǒng)的通信技術(shù)不能解決的問題。從其整體性來說，ZigBee技術(shù)在以后的發(fā)展中還是處于比較有優(yōu)勢(shì)的，同時(shí)需要技術(shù)人員的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，使其在以后的發(fā)展中得到更廣泛的應(yīng)用。
6 結(jié)束語
綜上所述，ZigBee是一種新型、開放的無線通信技術(shù)，在一些短距離的傳輸過程中還是比較有優(yōu)勢(shì)的，但是其實(shí)現(xiàn)的成本還是相對(duì)其他技術(shù)的要高。隨著國(guó)際化組織和ZigBee聯(lián)盟的推動(dòng)，相信ZigBee協(xié)議的發(fā)展會(huì)越來越完善，為以后其他的領(lǐng)域應(yīng)用帶來革命性的變化。
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