論證基于ZIGBEE的圖書館溫

1、 一、 國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢ZIGBEE的無線網(wǎng)絡通信設備主要包括三種設備：網(wǎng)絡協(xié)調器（FFD）、中繼器（FFD）、終端設備（RFD）。目前在無線數(shù)傳輸、無線傳感器網(wǎng)絡、無線實時定位、射頻識別、數(shù)字家庭、安全監(jiān)視、無線鍵盤、無線遙控器、無線抄表、汽車電子、醫(yī)療電子、工業(yè)自動化等方面都有非常廣闊的應用，是目前嵌入式應用領域的一個熱點。ZigBee技術是一種應用于短距離范圍內，低傳輸數(shù)據(jù)速率下的各種電子設備之間的無線通信技術。目前國內ZIGBEE的無線網(wǎng)絡通信設備主要應用在短距離范圍之內并且數(shù)據(jù)傳輸速率不高的各種電子設備之間，其典型的傳輸數(shù)據(jù)類型有周期性數(shù)據(jù)（如傳感器數(shù)據(jù)）、間歇性數(shù)據(jù)（如照明控制

2、）和重復性低反應時間數(shù)據(jù)（如鼠標）。盡管，國內不少人已經(jīng)開始關注Zigbee這們新技術，而且也有不少單位開始涉足Zigbee技術的開發(fā)工作，然而由于Zigbee 本身是一種新的系統(tǒng)集成技術，應用軟件的開發(fā)必須和網(wǎng)絡傳輸，射頻技術和底層軟硬件控制技術結合在一起。因而深入理解這個來自國外的新技術，再組織一個在這幾個方面都有豐富經(jīng)驗的配套的隊伍，本身就不是一件容易的事情。因而到目前為止，真正將Zigbee技術開發(fā)成產品的都是定制式的，即專門為某一方面研制的設備，可能到另一領域不能通用。根據(jù)ZigBee聯(lián)盟目前的設想，ZigBee的目標市場主要有PC外設（鼠標、鍵盤、游戲操控桿）、消費類電子設備（TV

3、、VCR、CD、VCD、DVD等設備上的遙控裝置）、家庭內智能控制（照明、煤氣計量控制及報警等）、玩具（電子寵物）、醫(yī)護（監(jiān)視器和傳感器）、工控（監(jiān)視器、傳感器和自動控制設備）等非常廣闊的領域。ZIGBEE無線網(wǎng)絡通信設備在油井、電力等重要領域的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)有文章研究，因為新技術的出現(xiàn)和此技術的特點使得它不僅在工業(yè)、農業(yè)、軍事、環(huán)境、醫(yī)療等傳統(tǒng)領域有具有巨大的運用價值，在未來其應用可以涉及到人類日常生活和社會生產活動的所有領域。由于各方面的制約，ZigBee技術的大規(guī)模商業(yè)應用還有待時日，但已經(jīng)展示出了非凡的應用價值，相信隨著相關技術的發(fā)展和推進，一定會得到更大的應用。Zigbee技術和R

4、FID 技術在2004年就被列為當今世界發(fā)展最快，市場前景最廣闊的十大最新技術中的兩個。ZigBee技術將朝著開發(fā)SoC(片上系統(tǒng))、更多規(guī)范、與IPv6結合、更廉價、更省電、更快速等方向發(fā)展。ZigBee無線網(wǎng)絡通信設備市場的培育和發(fā)展也是ZigBee技術發(fā)展重點方向。2007年2008年ZigBee產品應用在國際市場上有快速成長的機會，成長的動力來自于Zigbee聯(lián)盟和業(yè)界廠商的大力推廣，更完善的Zigbee標準制定、Zigbee芯片成本的不斷下降以及與其他網(wǎng)絡技術的互相結合并產生互補優(yōu)勢。據(jù)Wireless Data Research Group預測，2007年ZigBee設備市場與配件

5、收益的增長將達80億美元。另據(jù)全球著名的行業(yè)研究機構In-Stat預測，到2009年，經(jīng)ZigBee規(guī)范網(wǎng)絡層及其他專有協(xié)議實現(xiàn)的IEEE 802.15.4無線個人局域網(wǎng)市場有望增長200，年交付量有望突破1.5億件，從而使得以ZigBee技術環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)會雨后春筍般的的出現(xiàn)，由于網(wǎng)線通信和控制使得它的應用更廣，同時也會促進產品的更新?lián)Q代。綜上所述，作為新興的短距離無線通信技術，Zigbee無線網(wǎng)絡通信設備將以各種各樣的方式快步向我們走來，成為人類工作和生活中不可或缺的一部分。 二、項目主要實施內容、技術路線、技術關鍵及創(chuàng)新點主要實施內容:網(wǎng)絡協(xié)調器硬件設計-網(wǎng)絡協(xié)調器軟件設計-中繼器硬

6、件設計-中繼器軟件設計-終端設備硬件設計-終端設備軟件設計技術路線： 自主研發(fā)技術關鍵：1、低功耗。在低耗電待機模式下，2節(jié)5號干電池可支持1個節(jié)點工作624個月，甚至更長。2、低成本。由于大幅簡化協(xié)議，降低了對通信控制器的要求，且ZigBee議協(xié)是免專利費。   3、低速率。ZigBee工作在250kbps的通訊速率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應用需求。   4、短時延。ZigBee的響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點連接進入網(wǎng)絡只需30ms。   5、高容量。ZigBee可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡結構，由一個主節(jié)點管

7、理若干子節(jié)點，最多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點；同時主節(jié)點還可由上一層網(wǎng)絡節(jié)點管理，最多可組成65000個節(jié)點的大網(wǎng)。6、近距離。相鄰節(jié)點間的傳輸距離范圍一般介于10100m之間，在增加RF發(fā)射功率后，可增加到13km。通過路由和節(jié)點間通信的接力，傳輸距離將可以更遠。7、高安全。ZigBee提供了三級安全模式，包括無安全設定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級加密標準(AES128)的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。  創(chuàng)新點：1、 組網(wǎng)能力強：協(xié)議棧編寫采用C與ASM結合，且做了進一步優(yōu)化。2、功耗低：采用C8051系列低功耗處理器+片上ZIGBEE SOC芯

8、片，電池使用時間較長。3、 距離遠：采用加大功放的方式來增加單跳距離及擴展產品適用性。技術路線圖 網(wǎng)絡協(xié)調器硬件設計-網(wǎng)絡協(xié)調器軟件設計-中繼器硬件設計-中繼器軟件設計-終端設備硬件設計-終端設備軟件設計 三、預期目標（技術指標、經(jīng)濟指標、技術創(chuàng)新能力及社會效益）技術指標與參數(shù)： 射頻頻率：24GHz；通道數(shù)：具有16個射頻通道24052485；通訊視距：可靠傳輸距離在100米以上；發(fā)射功率：低功耗型為-250 dbm；可調遠距離型為18526 dbm可調；接收靈敏度：低功耗型為-90 dbm；遠距離型為-99 dbm；網(wǎng)絡拓撲：星狀、樹狀、網(wǎng)狀；每跳延時：不大于15 ms；數(shù)據(jù)安全：采用12

9、8-Bit AES加密算法。經(jīng)濟指標：每臺價位大約1500左右，由于它可以用在倉庫、大棚、圖書館、家居等地方應用，價格低廉，安裝簡單，布點方便，具有很大的推廣價值。技術創(chuàng)新能力:利用無線功能實現(xiàn)控制，成本降低或可以借助倉庫的現(xiàn)有的設備改造為無線控制，方便操作，簡化維護，保證控制的精度。社會效益:隨著技術的發(fā)展ZigBee的優(yōu)勢越來越突出，控制方便，成本低，維護簡單，布點簡單容易,對倉儲和環(huán)境監(jiān)測將提供強有力的技術手段支持，產生巨大的社會效益。四、現(xiàn)有工作基礎、特色和優(yōu)勢系部09年的智能催眠系統(tǒng)和細分曲面在3DMAX的應用這2個省科技廳課題大都進行了一大半，已經(jīng)有了硬件開發(fā)和程序設計的經(jīng)驗；此外我系的實習基地信通和方圓作為我們強大的技術力量支持，為我們提供項目