ZigBee技术简介,以及ZigBee的未来展望
物理层的上面是MAC层,它的核心是信道接入技术,包括时分复用GTS技术和随机接入信道技术CSMA/CA。不过ZigBee实际上并没有对时分复用GTS技术进行相关的支持,因此我们可以暂不考虑它,而专注于CSMA/CA。ZigBee/IEEE 802.15.4的网络所有节点都工作在同一个信道上,因此如果邻近的节点同时发送数据就有可能发生冲突。为此MAC层采用了CSMA/CA的技术,简单来说,就是节点在发送数据之前先监听信道,如果信道空闲则可以发送数据,否则就要进行随机的退避,即延迟一段随机时间,然后再进行监听,这个退避的时间是指数增长的,但有一个最大值,即如果上一次退避之后再次监听信道忙,则退避时间要增倍,这样做的原因是如果多次监听信道都忙,有可能表明信道上的数据量大,因此让节点等待更多的时间,避免繁忙的监听。通过这种信道接入技术,所有节点竞争共享同一个信道。在MAC层当中还规定了两种信道接入模式,一种是信标(beacon)模式,另一种是非信标模式。信标模式当中规定了一种“超帧”的格式,在超帧的开始发送信标帧,里面含有一些时序以及网络的信息,紧接着是竞争接入时期,在这段时间内各节点以竞争方式接入信道,再后面是非竞争接入时期,节点采用时分复用的方式接入信道,然后是非活跃时期,节点进入休眠状态,等待下一个超帧周期的开始又发送信标帧。而非信标模式则比较灵活,节点均以竞争方式接入信道,不需要周期性的发送信标帧。显然,在信标模式当中由于有了周期性的信标,整个网络的所有节点都能进行同步,但这种同步网络的规模不会很大。实际上,在ZigBee当中用得更多的可能是非信标模式。
网络层的上面是应用层,包括了APS、AF和ZDO几部分,主要规定了一些和应用相关的功能,包括端点(endpoint)的规定,还有绑定(binding)、服务发现和设备发现等等。其中端点是应用对象存在的地方,ZigBee允许多个应用同时位于一个节点上,例如一个节点具有控制灯光的功能,又具有感应温度的功能,又具有收发文本消息的功能,这种设计有利于复杂ZigBee设备的出现。而绑定是用于把两个“互补的”应用联系在一起,如开关应用和灯的应用。更通俗的理解,“绑定”可以说是通信的一方了解另一方的通信信息的方法,比如开关需要控制“灯”,但它一开始并不知道“灯”这个应用所在的设备地址,也不知道其端点号,于是它可以广播一个消息,当“灯”接收到之后给出响应,于是开关就可以记录下“灯”的通信信息,以后就可以根据记录的通信信息去直接发送控制信息了。服务发现和设备发现是应用层需要提供的,ZigBee定义了几种描述符,对设备以及提供的服务可以进行描述,于是可以通过这些描述符来寻找合适的服务或者设备。
智能家庭:家里可能都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,以前我们最多可能就做到点对点的控制,但如果使用了ZigBee技术,可以把这些电子电器设备都联系起来,组成一个网络,甚至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,并且省却了在家里布线的烦恼。
无线龙物联网应用体验沙盘套件巧妙的将多种传感器和无线SOC等,布设在精致的实景沙盘和模型上面,能够生动、形象、快速、准确的展示物联网在多个领域的应用,达到有效展示物联网技术与各行业相结合所带来的广阔应用前景。
无线龙物联网应用体验沙盘套件经过和各种模型组合,能够生成物联网技术在多个领域的应用为模型,这些领域包括智能家居、森林防火、智能大棚、精细农田、智能停车、智能商场、智能路灯等;
无线龙物联网应用体验沙盘运用先进的物联网技术中的Zigbee PRO无线网状网络传感技术、微功耗蓝牙4.0 网络技术以及嵌入式控制技术等前沿技术,沙盘系统由PC机软件包和图形界面,网关、无线传感器节点、无线控制器节点等组成,能够展示物联网在众多领域的实际应用情况,有助于提高学生对物联网应用的理解和学习。
无线龙物联网沙盘套件系统主要软件:
本物联网应用套件主要有传感器底层软件、控制器底层软件、网关程序、用户监控软件组成。各个软件系统均由无线龙自主设计开发,所有无线模块和网关等,均由无线龙公司STM生产线自己生产,确保产品质量和长期供货服务;
无线龙物联网沙盘套件特点和优势:
1、安全性:系统各节点及控制设备低压供电和电池供电,专注可靠性设计,机械装置固定牢固沙盘布局科学合理。
2、稳定性:硬件高可靠性设计,无线通讯模块使用专业仪器测试,软件程序性能优化和运行可靠。
3、便捷性:节点可移动,灵活拆分,灵活组装,连线设计方便快捷,传感器和控制系统操作便捷,学生学习,体验,实验方便快捷。
4、美观性:沙盘设计有专业设计师设计,美观大方,软件代码优化。
5、技术先进性:沙盘包含多个物联网技术环节,无线龙8年在物联网技术积累的经验,确保系统先进性。
1、开放性:传感器,节点,网关等全部代码向学生和老师开放,学生可以自主搭建各种实验系统系统,也可以由学生在沙盘套件上,自由组建各种新型物联网应用系统。
2、良好的用户体验:无线龙沙盘套件和组装而成的各种沙盘可以帮助学生了解物联网架构组成和实景观察各种应用,学生如果通过该沙盘来学习物联网应用系统使用和设置、多种传感器的使用、无线传感网络组网技术、各种的传感器底层驱动、上位机程序设计方法等将会获得完美的用户体验。
无线龙沙盘套件典型展示内容:
无线龙物联网应用体验沙盘套件是一套可以灵活拆分,组装的物联网应用体验和实验套件,可以根据高校和职业学校实验室不同场地,根据用户要求,进行不同应用场景组装,从而实现各种不同的物联网应用场景和实验平台;
典型实验场景――智能家居举例:
无线龙智能家居沙盘中系统可以安装有多种监测环境的微型传感器,包括温湿度传感器、光照传感器、红外传感器以等。温湿度传感器和光照传感器采集家居模型中的温湿度和光照等环境信息,通过PC上的监控界面可对家居模型中的环境进行监测。红外传感器监测家居模型内人体红外线辐射量,当有人体靠近时,上位机程序控制蜂鸣器开关进行报警。
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