zigbee技术在物联网智能家居的应用
本文简要介绍智能家居的现状、Zigbee的基本情况以及Zigbee技术用于智能家居系统的优势
*，十多年前智能家居的概念已经在国内出现，但时至今日，智能家居还没有进入繁荣期，市场也一直处于低迷阶段，基本上没有太大突破。
智能家居发展较慢的障碍主要有以下几方面：
1.产品价格
智能家居采用的技术都离不开各种网络、控制和软件技术，因此，比起传统产品(如开关、窗帘等)来说要贵很多。一个智能开关起码要比普通的开关贵十倍以上的价格。因此，对普通家庭来说，如果没有真正的需求，一般是不会考虑的。
2.技术标准
2005年*认可了”E家佳”和“闪联”两个智能家居推荐标准外，但是它们并没有得到很好的普及。国外和国内各厂商实际使用的各种标准在中国市场上是五花八门，并没有形成zui主流和普遍使用的技术标准。
3.安装方式
这是产品研发和推广的致命难关。
如果采用传统、成熟的总线技术产品，难以让多数消费者接受。因为，这必须要在装修前就要预埋管线，工程难度大、技术要求高，并且一旦装修完毕，就很难再做修改，这对于还在不断学习和尝试感受新事物过程中的消费者来说是很难接受的。
基于无线315MHz、433MHz的公共频段(该频段上还包括遥控玩具、报警器、遥控门锁等)的无线智能家居家居系统，则存在产品抗*力差导致系统不稳定、系统反映慢导致用户体验较差、产品功耗大等缺陷。
对于基于电力载波技术的产品，同样存在系统不稳定的缺点。原因在于中国的电力线环境中存在较多的杂波信号，使通过电力线传输的控制信号受到干扰，难以保证其控制信号传输的可靠性。
4.操作复杂
智能家居产品大多存在设置、操作复杂的问题，有很多花哨、不必要的功能。智能家居系统在很多时候，更象是一个专业的控制系统，而不是一个普通老百姓可以操作的家电产品。去繁就简，使系统更易于操作、更人性化才是智能家居系统得以普及的关键。
如何清除上述障碍，是智能家居能得到真正的普及？Zigbee技术给我们提供一个很好的解决思路。
ZigBee技术是一种用于短距离范围内、低数据量、低传输速率下的电子设备之间的无线通信技术。ZigBee名字来源于“Bee”蜜蜂，“Zig”意思是走“之”字形，是蜜蜂通过跳之字形状的舞蹈将花和蜂蜜所在地的讯息正确的传达给其他蜜蜂。ZigBee技术也具备相似的通讯能力，可以将信息通过ZigBee网路传递给其他ZigBee装置。
ZigBeeAlliance定义网路层(NWK)、应用层(APS)与安全层(Security)规格。NWKzui重要的工作，在于负责网络机制的建立与管理，并具有自动组网以及自动修复路径的功能。在NWK中，ZigBee定义了三种角色，*个是协调器(Coordinator)，负责网路的建立以及网络地址(NetworkAddress)的分配；第二个是路由器(Router)，主要负责找寻、建立以及修复数据包的路由路径，并负责转送数据包，同时也具有网路位置的分配的能力；zui后一个是终端设备(EndDevice)，只能选择加入别人已经形成的网络(WPAN)，可以收发资料，但不能转送数据包(Routing)。
ZigBee技术的特点：
1.超低功耗
由于ZigBee技术传输速率低、传输数据量很小、内存使用量少，因此信号的收发时间很短，ZigBee节点可以在大部分时间内处于睡眠状态，而在睡眠状态下Zigbee收发模块的工作电流一般在几微安左右。
当需要发送数据时，Zigbee可以在15ms或更短的时间内由睡眠状态进入工作状态，因此即使处于睡眠状态的节点也能做到低时延。
因此ZigBee节点非常省电，特别是在睡眠状态占设备总运行时间的比例较大的情况下。一般来说，碱性电池可以使用半年到数年。在收发状态比例较少的情况下，电池寿命甚至可以超过10年。
2.网络容量大
一个Zigbee网络理论上可以支持65536个ZigBee网路节点。
3.数据传输可靠
至于可靠性，ZigBee有很多方面进行保证，首先是物理层采用了扩频技术，能够在一定程度上抵抗干扰；MAC层和应用层(APS部分)有应答重传功能，另外MAC层的CSMA机制使节点发送之前先监听信道，选择相对空闲的信道进行通讯，也可以起到避开干扰的作用；网络层采用了网状网的组网方式，从源节点到达目的节点可以有多条路径，路径的冗余加强了网络的健壮性。如果原先的路径出现了问题，比如受到干扰，或者其中一个中间节点出现故障，ZigBee可以进行路由修复，另选一条合适的路径来保持通信。另外，频率捷变(frequencyagility)也是ZigBee加强其可靠性的一个重要特性。当ZigBee网络受到外界干扰，比如Wi-Fi的干扰，无法正常工作时，整个网络可以动态的切换到另一个工作信道上。
4.时延短
ZigBee的响应速度较快，从睡眠状态转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需要30ms，既节约了能源又缩短了时间。相对而言，Bluetooth需要3~10s，WiFi需要3s。
5.安全性
ZigBee提供了数据完整性检查功能，阻止攻击者对数据进行修改；提供认证功能，阻止攻击者修改、模仿Zigbee设备；采用采用128bitsAES加密算法，防止侦听数据；这些措施确定Zigbee网络的安性。
6.实现成本低
由于对资源要求低、系统结构简单，产品的构成成本自然降低，再加上Zigbee协议为免费用，其大量市场的应用必然大幅度降低芯片的成本。
ZigBee技术在数字家庭领域的应用
在家居中有很多电器和电子设备，如电灯、电视机、冰箱、洗衣机、电脑、空调等等，可能还有烟雾感应、报警器和摄像头等设备，使用了ZigBee技术，可以把这些电子电器设备都起来，组成一个网络，还可以通过网关连接到Internet，这样用户就可以方便的在任何地方监控自己家里的情况。
采用Zigbee技术构建智能家居系统的优势：
1.低成本
与有线智能家居系统相，ZigBee无线系统*省去了管线设计、施工、安装、维护所带来的一大堆成本；另外，对于已经装修好的家居来说，可以直接安装智能家居系统，无需进行破坏原有的装修设计进行重新布线、施工；
2.安装简易快捷
基于无线传输的ZigBee智能家居系统提供了一套无需在设备间额外安装控制信号线的解决方案，只需更换传统的墙壁开关就可立即实现对灯光、窗帘等电器的智能控制，任何一个非专业的电工都能安装；还可以以简易的方式对系统进行扩展和修改。
3.操作简易
对于家居的各种电器控制，Zigbee系统的操作非常简单。开启系统后各种家电设备即可自动组网，无需用户的过多干预。系统启动后的操作也很简单，比如一键就可以同时控制灯光、窗帘、音乐等构成的场景。使用者也无需担心系统的设置和记忆问题。
4.系统稳定可靠
Zigbee协议本身具有保证数据可靠传输、系统安全的机制，所以以Zigbee技术构建的智能家居系统，在稳定性、安全性方面有先天的优势。
物联传感---薛慧：
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