【正文】 議棧組件結(jié)構(gòu)圖 ZigBee堆棧是在 IEEE ，定義了協(xié)議的 MAC和 PHY層。 （ 2） Zigbee 無(wú)線家庭智能化平臺(tái)架構(gòu) 家電 家電 家電 遙控器 無(wú)線網(wǎng)關(guān)控制器 安防 環(huán)境監(jiān)控 控制模塊 其他網(wǎng)絡(luò)接口 圖 3 Zigbee 無(wú)線 家庭 智能化 平臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖 第 頁(yè) 9 圖 3 所示為 Zigbee 無(wú)線 家庭 智能化 平臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖。 第 頁(yè) 10 （ 3）無(wú)線網(wǎng)關(guān)控制器 Zigbee 無(wú)線 網(wǎng)關(guān) 控制器 是整個(gè)無(wú)線家庭網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的 中心 ， 它具有 信息處理和 各種 網(wǎng)絡(luò)連接的重要作用。 圖 5 無(wú)線 終端 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)典型組成 電 源 傳感器 射頻通訊 處理器 第 頁(yè) 12 圖 6 是 我們已經(jīng)完成的 Zigbee無(wú)線 家庭網(wǎng)絡(luò)中 Zigbee無(wú)線 通訊模塊 的 原型設(shè)計(jì)，其主要特點(diǎn)是： ◆高性能和低功耗的 8051 微控制器核； ◆集成符合 標(biāo)準(zhǔn)的 GHz 的 RF 無(wú)線電收發(fā)機(jī)； ◆優(yōu)良的無(wú)線接收靈敏度和強(qiáng)大的抗干擾性； ◆在休眠模式時(shí)僅 10 μ A 的流耗，外部的中斷或 RTC 能喚醒系統(tǒng)； ◆硬件支持 CSMA/CA 功能； ◆較寬的電壓范圍（ ～ V）； ◆數(shù)字化的 RSSI/LQI 支持和強(qiáng)大的 DMA 功能； ◆具有電池監(jiān)測(cè)和溫度感測(cè)功能； ◆集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換的 ADC； ◆集成 AES 安全協(xié)處理器； ◆帶有 2 個(gè)強(qiáng)大的支持幾組協(xié)議的 UART，以及 1 個(gè)符合 IEEE 規(guī)范的 MAC1 個(gè)規(guī)的 16 位計(jì)時(shí)器和 2 個(gè) 8 位計(jì)時(shí)器。 對(duì)于大的網(wǎng)絡(luò)， 如果某些節(jié)點(diǎn)有可能去掉，或者需要可靠的數(shù)據(jù)傳輸，樹狀路由就顯得不足了。 項(xiàng)目的其他優(yōu)勢(shì) （ 1）產(chǎn)學(xué)研合作充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì) 深圳大學(xué)和深圳市無(wú)線谷科技有限公司共同合作開發(fā)最新 Zigbee 規(guī)范的無(wú)線家居智能化通用平臺(tái)系統(tǒng)，深圳無(wú)線谷公司是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的無(wú)線開發(fā)系統(tǒng)和無(wú)線應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)商，在 第 頁(yè) 18 zigbee 產(chǎn)品應(yīng)用推廣方面走在了全國(guó)前列， 在無(wú)線射頻通訊領(lǐng)域積累了多年的開發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，客戶包括 清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南開大 學(xué)、武漢大學(xué)、浙江大學(xué)、深圳大學(xué)等上百家著名高校和華北電網(wǎng)、冀東油田、德昌電機(jī)、武漢鋼鐵等數(shù)百家企業(yè)。目前研究領(lǐng)域包括移動(dòng)計(jì)算與分布式系統(tǒng)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源管理，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)功率控制與流量調(diào)度，路由算法設(shè)計(jì)與評(píng)估，優(yōu)化理論與應(yīng) 用，電磁理論計(jì)算等。程?hào)|風(fēng)在從事了多年的 IT信息產(chǎn)品開發(fā)工作后，先后在深圳黎明集團(tuán)、深圳遠(yuǎn)望城電腦有限公司、深圳無(wú)線谷公司等企業(yè)擔(dān)任市場(chǎng)營(yíng)銷主管、公司經(jīng)理等職務(wù)，有近十年的高科技企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理經(jīng)歷，對(duì)研發(fā)管理、市場(chǎng)推廣、成本控 制、公司運(yùn)營(yíng)等方面都積累較豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)短距離無(wú)線通信產(chǎn)品的發(fā)展?fàn)顩r和市場(chǎng)動(dòng)態(tài)也非常了解。完善其他底層非無(wú)線接口的規(guī)劃和分配。 （ 1）項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化的主體 項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化的實(shí)施完全按照市場(chǎng)化的模式進(jìn)行運(yùn)作，即由市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)主體公司來(lái)完成產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。同時(shí)，通過(guò)這種合作，我們可以直接、準(zhǔn)確地了解市場(chǎng)相關(guān)信息、接受產(chǎn)品在市場(chǎng)使用的反饋，進(jìn)一步完善我們的產(chǎn)品和方案。因此，該項(xiàng)目具有較高的技術(shù)含量，更具無(wú)比廣闊市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值，深圳大學(xué)完全可以發(fā)揮自身獨(dú)特地位和優(yōu)勢(shì)，在能夠帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)，也可以利用該項(xiàng)目平臺(tái)為深圳市的企業(yè)在全國(guó)無(wú)線家庭智能化行業(yè)中的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。 (1）初期的市場(chǎng)定位 根據(jù)我們的 Zigbee 無(wú)線智能家居產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化實(shí)施的計(jì)劃，第 一步，在產(chǎn)品面世初期應(yīng)憑借我們的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，充分利用市場(chǎng)方方面面的資源，盡可能快速地將技術(shù)和產(chǎn)品推向市場(chǎng)， 第 頁(yè) 25 讓智能家居行業(yè)知曉、認(rèn)可我們的無(wú)線智能家居產(chǎn)品解決方案，在 Zigbee 無(wú)線智能家居市場(chǎng)初期搶先一步，逐漸成為技術(shù)、方案和產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)桿。系統(tǒng)上市。 Zigbee 協(xié)議棧熟悉以及應(yīng)用化修改 從理論層面和應(yīng)用層面對(duì) zigbee 協(xié)議進(jìn)行學(xué)習(xí)、理解、消化。 項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)人員 項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)人員主要來(lái)自深圳市無(wú)線谷科技有限公司，深圳市無(wú)線谷公司是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的無(wú)線開發(fā)系統(tǒng)、無(wú)線應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)商， 在無(wú)線射頻通訊領(lǐng)域積累了多年的開發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)， 在 Zigbee 產(chǎn)品應(yīng)用推廣方面也走在了全國(guó)前列。 第 頁(yè) 19 項(xiàng)目組 成員 林曉輝博士 , 1975 年 9 月生 , 廣西柳州人。 （ 3）用于 Zigbee 系統(tǒng)開發(fā)學(xué)習(xí)的仿真系統(tǒng)已開發(fā)完畢，正在對(duì) Zigbee2021 版協(xié)議棧進(jìn)行分析研究。而且無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)比較新、更新快， Zigbee 聯(lián)盟對(duì) Zigbee 標(biāo)準(zhǔn)完善工作也在持續(xù)的進(jìn)行中，這樣開發(fā)難度也大。 （ 4）無(wú)線終端模塊 在 Zigbee 無(wú)線 家庭 智能化網(wǎng)絡(luò)中， 無(wú)線通訊模塊 和 各種家電、燈具、安防監(jiān)控單元、居室環(huán)境監(jiān)控單元以及通用遙控器 等結(jié)合在一起構(gòu)成無(wú)線終端模塊，它們是 Zigbee 家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)中 的 基本 節(jié)點(diǎn)。 根據(jù)家庭房屋的結(jié)構(gòu)、大小和其他應(yīng)用場(chǎng)合的差異， Zigbee 無(wú)線 家庭 智能化網(wǎng)絡(luò)可以選擇星型、樹型和網(wǎng)格狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 ZigBee 聯(lián)盟 已經(jīng) 研發(fā)出通用設(shè)置的公共 模板 —— 可配置參數(shù)表 ，并且在 家庭控制協(xié)議?？蚣?內(nèi) 就定義了 燈光控制的 簇 ID接口 。 ZigBee 聯(lián)盟先后公布了無(wú)線個(gè)人域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，目前已由最初的 2021 版本上升到 2021 版本。優(yōu)點(diǎn)是布線相對(duì)簡(jiǎn)單?；谠摷夹g(shù)的產(chǎn)品處理能力顯著提升 ，以往無(wú)法處理的多媒體信息和增值服務(wù)都可以得以實(shí)現(xiàn)，由于采用專門的顯示引擎所以界面更加豐富、美觀，家電控制功能也趨于完善。相比較 ,藍(lán)牙需要 3～ 10s、 WiFi需要 3s。 ZigBee是一組基于 無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) , ZigBee協(xié)議棧由高層應(yīng)用規(guī)范、應(yīng)用匯聚層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成（如圖 1） ,網(wǎng)絡(luò)層以上的協(xié)議由 ZigBee聯(lián)盟負(fù)責(zé)制定 , IEEE則制定物理層 (PHY) 和鏈路層 (MAC) 標(biāo)準(zhǔn) 。 必要性： 隨著信息技術(shù)的發(fā)展 ， 網(wǎng)絡(luò)和家庭信息化已越來(lái)越多地出現(xiàn)在人們的生活中 ， 一個(gè)安全、舒適、便利的生活環(huán)境要求達(dá)到住宅智能多元化 ， 這就需要智能家居網(wǎng)絡(luò) 。 智能家居網(wǎng)絡(luò)一方面將家庭中各種與信息有關(guān)的通訊設(shè)備、家用電器、家庭保安裝置聯(lián)網(wǎng) ， 進(jìn)行有效地控制和信息交換 ； 另一方面將家居網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián) ， 實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的遠(yuǎn)程控制 。 2021年底由 Zigbee聯(lián)盟發(fā)布了 1. 0版本規(guī)范 ， 尚未進(jìn)入大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用 。 （ 6）高容量。 (2) 數(shù)字化并日漸多網(wǎng)融合 在由模擬向數(shù)字化逐步轉(zhuǎn)變?nèi)缤M電視向數(shù)字電視、模擬手機(jī)象數(shù)字手機(jī)的逐步轉(zhuǎn)變一樣，智能家居平臺(tái)也正在經(jīng)歷著一場(chǎng)由模擬到數(shù)字的變革。 隨著無(wú)線技術(shù)的日益發(fā)展尤其是 Zigbee標(biāo)準(zhǔn)的普及，相信會(huì)有更多廠家采用無(wú)線的方案，隨著智能家居的概念日益深入人心，廣大的普通消費(fèi)者也存在著同樣的消費(fèi)需求，所以智能模塊必須變的安裝、維護(hù)、使用都簡(jiǎn)單并且不再依賴于智能家居的中心系統(tǒng)而自成系統(tǒng)。 ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)主要對(duì)短程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用給出了清楚的定義和限制， 從現(xiàn)在開始， ZigBee 聯(lián)盟將在每年公布技術(shù)規(guī)格，目前最新公布的版本叫 ZigBee 2021，你可以期待新的更新和升級(jí)版本將在每年發(fā)布，如 Zigbee 2021 和2021 等。 我們?cè)谠O(shè)計(jì)和創(chuàng)建這些協(xié)議棧模板時(shí)要考慮有些無(wú)線家居終端設(shè)備如家電控制、集中遙控、安防等等需要 設(shè)置他們的協(xié)議棧參數(shù)以匹配公共 模板 所規(guī)定的參數(shù)值，從而確保與采用同一框架的其它解決方案的互操作性。 星型 網(wǎng)格狀 樹狀 無(wú)線網(wǎng)關(guān)控制器節(jié)點(diǎn)模塊，控制器是由 32位 ARM系統(tǒng)構(gòu)成。 它們和 無(wú)線網(wǎng)關(guān) 一起可以形成星型、樹型和網(wǎng)格狀的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，家庭智能化的 Zigbee 應(yīng)用協(xié)議棧必須 在考慮高效率的針對(duì)性應(yīng)用同時(shí)，還要滿足設(shè)計(jì)的 協(xié)議棧參數(shù)匹配 Zigbee 公共框架所規(guī)定的參數(shù)值，從而確保與采用同一框架的其它解決方案 或產(chǎn)品之間 的互操作性 ，因而整個(gè)應(yīng)用協(xié)議棧架構(gòu)設(shè)計(jì)更加具有挑戰(zhàn)性 。 （ 4）在 433 兆自主專有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上，已開發(fā)出帶無(wú)線網(wǎng)關(guān)控制器的智能家居數(shù)據(jù)采集、無(wú) 線門禁系統(tǒng)、無(wú)線手表抄送、工業(yè)控制無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)软?xiàng)目。分別于 1997 年與 2021 年獲得蘭州大學(xué)電子工程學(xué)士與無(wú)線電物理碩士學(xué)位。 公司 客戶包括 清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、 第 頁(yè) 20 復(fù)旦大學(xué)、南開大學(xué)、武漢大學(xué)、浙江大學(xué)、深圳大學(xué)等上百家著名高校以及華北電網(wǎng)、冀東油田、德昌電機(jī)、武漢鋼鐵、國(guó)電科技、海外裝飾等數(shù)百家企業(yè)。協(xié)議研究人員從理論層面對(duì)開發(fā)人員進(jìn)行指導(dǎo)，雙方人員配合，擬定可執(zhí)行性方案草案，由開發(fā)人員具體實(shí)施，并做出可執(zhí)行性驗(yàn)證報(bào)告，最終完成協(xié)議棧針對(duì)特定系統(tǒng)的應(yīng)用化修改，形成一個(gè)精簡(jiǎn)高效的專門針對(duì)家庭智能化的 Zigbee 應(yīng)用協(xié)議。 六、項(xiàng)目資金運(yùn)用計(jì)劃 1． 總投資 （ 1＝ 2＋ 3） 120 2． 已完成投資 單位自籌 50 政府資金（注明政府部門） 0 企業(yè) 資助 3． 新增投資來(lái)源 單位自籌 20 申請(qǐng)區(qū)科技研發(fā)資金 50 國(guó)家、省、市撥款 0 企業(yè)資助 新 增 投 資 使 用 計(jì) 劃 人員費(fèi) 35 設(shè)備費(fèi) 6 能源材料費(fèi) 8 試驗(yàn)外協(xié)費(fèi) 13 差旅費(fèi) 2