【文章內容簡介】 布線，他們正在考慮采用 ZigBee 無線技術來傳輸相關數(shù)據(jù)。 在消費類電子方面， ZigBee 技術可以替現(xiàn)在的紅外遙控，于紅外遙控相比， ZigBee的優(yōu)勢在于每一個操作都會有反饋信息，告訴他們是否實現(xiàn)了相關操作?，F(xiàn)今我們也可以看到 ZigBee 用于家庭保安，消費者在家中的門和窗上都安裝了 ZigBee 網絡，當有人闖入時，ZigBee 可以控制開啟室內攝像裝置，這些數(shù)據(jù)再通過 Inter 或 WLAN 網絡反饋給主人，從而實現(xiàn)報警。當在家電產品如空調，熱水器等安裝 ZigBee 模塊后，用戶可以通過 ZigBee無線網絡來控制這些產品的開啟。 在建筑智能化領域，各種燈光的控制，氣體的感應與監(jiān)測，如煤氣泄漏的感應和報警都可以應用 ZigBee 技術。三表（電表，氣表和水表）上采用ZigBee 技術，相關管理部門不但可以實現(xiàn)自動抄表功能，還可以監(jiān)控儀表如電表的狀態(tài)，防止偷電事件的發(fā)生 . ZigBee 技術的優(yōu)點與不足 ZigBee 的工作頻率有下面三種標準： （ 1） 868 MHz 傳輸速率為 20 kb/s， 適用于歐洲； （ 2）915 MHz 傳輸速率為 40kb/s，適用于美國； （ 3） GHz 傳輸速率為 250kb/s，全球通用。 目前國內都在使用 ，其帶寬為 5MHz，有 16個信道。采用直接擴頻（ DSSS）方式的 OQPSK調制技術。而基于 IEEE 的 ZigBee 在室內通常能達到 3050m作用距離，在室外如果障礙物少，甚至可以達到 100m 作用距離。 ZigBee 技術的優(yōu)勢： （ 1）功耗低。在低耗電待機模式下，兩節(jié)普通 5 號干電池可使用 6 個月以上。這也是 ZigBee 的支持者所一直引以為豪的獨特優(yōu)勢。 （ 2）成本低。因為 ZigBee 數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本。 （ 3）網絡容量大。每個 ZigBee 網絡最多可支持 65535個設備，也就是說每個 ZigBee 設備可以與另外 254臺設備相連接。 （ 4）時延短。針對時延敏感的應用做了優(yōu)化，通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短。 （ 5）可靠。采用了碰撞避免機制，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了專用時隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突。 （ 6）安全。 ZigBee 提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權功能，加密算法采用 AES128，同時各個應用可以靈活確定其安全屬性。 ZigBee 技術的不足： ZigBee 技術本身是一種為低速通信而設計的規(guī)范，它的最高通信速度只有 250kb/s,對一些大數(shù)據(jù)量通信的場合它并不合適 ,但是這一特點會逐漸改變 ,一些 廠商生產的 ZigBee芯片目前也突破了這個限制 ,如 CEL公司的 ZICM2410，已經 達到 1MHz的傳輸速率。 三、各種短距離通信技術 從結構上來說，WLAN 主要是一種服務器 客戶端的結構，移動設備扮演的是客戶端角色，而服務端是網絡中心設備；藍牙的實現(xiàn)可以使點到點或點到多 點的結構；而 IrDA技術書的兩移動互聯(lián)設備 5 是點對點的結構。 WLAN、 UWB、 ZigBee 技術等可以作為移動 Ad hoc 網絡的底層技術。 UWB 和 ZigBee 技術均可應用于無線數(shù)字家庭組網，兩種技術優(yōu)勢互補： UWB 技術數(shù)據(jù)傳輸速率高，在無線數(shù)字家庭網絡中主要用于傳輸大容量的影音節(jié)目信號； ZigBee 技術具有低傳輸速率、低功耗和低成本的特點，主要用于控制家用電器的啟動和關閉，而相對來說，WiFi 更多地是用于較大組網區(qū)域的接入部分，主要用于數(shù)據(jù)存取。 Bluetooth、 UWB 無線技術能夠穿透實心物體； FNC、 IrDA、 ZigBee 無法穿透實心物體，或受障礙物影響較大，因此傳送距離和環(huán)境大大受限。 從速率上看，大致有： UWBWLANIrDA藍牙 RFID/NFCZigBee 從 傳 輸 距 離 上 看 ， 大 致 有 ： WLANZigBeeUWB 藍牙 IrDARFID/NFC 6 ZigBee 技術的應用前景 ZigBee 技術的應用前景被非?？春谩?ZigBee 在未來的幾年里將在工業(yè)控制，工業(yè)無線定位，家庭網絡，汽車自動化，樓宇自動化，消費電子，醫(yī)用設備控制等多個領域具有廣泛的應用前景，特別是家 庭自動化和工業(yè)控制，將成為今后ZigBee 芯片的主要應用領域。 在工業(yè)領域，利用傳感器和 ZigBee 網絡，使得數(shù)據(jù)的自動采集，分析和處理變得更加容易，可以作為決策輔助系統(tǒng)的重要組成部分。在汽車領域，主要是傳遞信息的通用傳感器。由于很多傳感器只能內置在飛轉的車輪或者發(fā)動機中，比如輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，這就要求內置無線通信設備使用的電池有較長的壽命，同時應該克服嘈雜的環(huán)境和金屬結構對電磁波的屏蔽效應。 在精確農業(yè)領域，傳統(tǒng)農業(yè)主要使用孤立的，沒有通信能力的機械設備，主要是依靠人力監(jiān)測作物的生產狀況，采用了傳感器 和 ZigBee 網絡后，農業(yè)將可以逐漸地轉向以信息和軟件為中心的生產模式，使用更多的自動化，網絡化，職能化和遠程控制的設備來耕種。 在家庭和樓宇自動化領域，家庭自動化系統(tǒng)作為電子技術的集成得以迅速擴展，易于進入，簡單明了和廉價的安裝成本等成了驅動自動化居家，建筑開發(fā)和應用無線技術的主要動因。 在醫(yī)學領域，將借助于各種傳感器和 ZigBee 網絡準確而且實時地監(jiān)測病人的血壓，體溫和心跳速度等信息，從而減輕醫(yī)生的查房的工作負擔，有助于醫(yī)生做出快速的反應，特別是對重病和病?；颊叩谋O(jiān)護和治療。 在消費和家用自動化市 場，可以聯(lián)網的家用設備有電視，錄像機，無線耳機， PC 外設，運動與休閑器械，兒童玩具，游戲機，窗戶和窗簾，照明設備，空調系統(tǒng)和其它家用電器。 7 2 搭建環(huán)境 要想進行嵌入式開發(fā)，首先，必須搭建一套完整的嵌入式開發(fā)環(huán)境。本章 介紹了 在 windows+Vmware 虛擬機環(huán)境下嵌入式開發(fā)環(huán)境的搭建。 虛擬機概述 用 虛擬機軟件 ，你可以在一臺計算機上 使用多臺邏輯計算機 ，這些 邏輯計算機可以安裝操作系統(tǒng)、安 裝 應用程序 、訪問 網絡 資源等等。 總的來說， 它只是運行的一個應用程序在物理計算機上，但是在 虛擬機 中運行的應用程序而言，它就是一臺真正 計算機 。因此，在虛擬機中進行 軟件 應用的時候 ，系統(tǒng) 也 一樣 有 崩潰的危險 ；但是，崩潰的只是虛擬機上的 邏輯計算機 ，而不是物理計算機上的操作系統(tǒng) ，并且，使用虛擬機的 “Undo”（恢復）功能，你可以馬上 恢復 虛擬機到安裝 軟件 之前的狀態(tài) [7]。 Linux 系統(tǒng) Linux 可用于多種硬件平臺。 Linux 是開源的軟件，代碼的修改維護由世界各地的程序員進行，因此 Linux 有可靠保證的應用?？梢愿鶕?jù)需要進行配置，不需要 獲得任何的許可證，源代碼可以無償獲得。同時 Linux 網絡支持性良好，驅動程序采用模塊化設計，開發(fā)過程中可動態(tài)調試驅動模塊，便于開發(fā)。有利于添加對新硬件的驅動支持 [8]。 Linux 是以內核為基礎，通過虛擬文件系統(tǒng)支持對各類型物理介質的硬件資源訪問。 Linux 系統(tǒng)提供了具有設備類的面向對象的設備模型、熱插拔事件，以及用戶空間的設備文件系統(tǒng)，使其更容易進行新硬件設備的擴展與驅動的開發(fā)應用。 Linux 系統(tǒng)有完善的開發(fā)工具，用不同的交叉編譯工具，匹配不同的嵌入式處理器，建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境是簡單快捷的。不僅如此， Linux 系統(tǒng)還繼承了 UNIX 穩(wěn)定并且有效率的特點，系統(tǒng)穩(wěn)定，能長期運行而不會出現(xiàn)宕機的現(xiàn)象。 8 虛擬機安裝 Linux 系統(tǒng) 虛擬機 vmware 下安裝 Linux 過程 [9][10]： 第一步 :啟動 VMware，在其主界面 “主頁 ”標簽頁中點擊 “新建 虛擬機 ”按鈕打開新建向導 ， 單擊 “下一步 ”按鈕 ； 第二步 :在虛擬機 配置界面 中 有兩個選擇 :一是 “典型 ”方式，它根據(jù)虛擬機的用途自動調整配置 。二是 “自定義 ”方式，它允 許用戶自行設置虛擬機的主要參數(shù)。這里用 “典型 ”方式 安裝，比較方便。 第三步 :單擊 “下一步 ”按鈕進入 虛擬機 操作系統(tǒng) 選擇界面，可以看到Windows、 Linux、 Novell 等多種不同的系統(tǒng)，這里我們點選 “Linux”。 圖 系統(tǒng)界面 圖 是安裝完成后的虛擬機啟動界面，我們這里使用的是 Fedora 系統(tǒng)，用戶為 Root，密碼 123456，是在根權限下進行操作。 超級終端的設定 (1) 打開超級終端輸入名稱 9 圖 超級終 端連接圖 圖 超級終端端口選擇圖 (2) 選擇端口，如果是臺式電腦就直接選擇 COM1，如果是筆記本電腦根據(jù)實際情況選擇。 (3) 端口設置，每秒位數(shù)選擇 115200，數(shù)據(jù)流控制選擇無。 10 圖 超級終端端口設置圖 打開電源啟動超級終端，如下圖 圖 內核啟動 11 Linux 啟動時 BOIS 首先加電自檢，然后會加載主引導加載程序再加載次加載引導程序，對 Linux 內核進行映射，初始化進程。 12 13 3 硬件設計 根據(jù)設計任務要求，自 行選擇電子元件，畫出電氣原理圖，并調試。一個完整的系統(tǒng)除了主控芯片以外，還需