【文章內(nèi)容簡介】 術(shù) 蜜蜂在發(fā)現(xiàn)花叢后會通過一種特殊的肢體語言來告知同伴新發(fā)現(xiàn)的食物源位置等信息，這種肢體語言就是ZigZag行舞蹈，是蜜蜂之間一種簡單傳達(dá)信息的方式。借此意義ZigBee作為新一代無線通訊技術(shù)的命名。在此之前ZigBee也被稱為“HomeRF Lite”、“RF EasyLink”或“fireFly”無線電技術(shù)，統(tǒng)稱為ZigBee。 簡單的說，ZigBee是一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。ZigBee數(shù)傳模塊類似于移動網(wǎng)絡(luò)基站。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米、幾公里，并且支持無限擴展。ZigBee是一個由可多到65000個無線數(shù)傳模塊組成的一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺，在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無限擴展。與移動通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它必須具有簡單，使用方便，工作可靠，價格低的特點。而移動通信網(wǎng)主要是為語音通信而建立，每個基站價值一般都在百萬元人民幣以上，而每個ZigBee“基站”卻不到1000元人民幣。每個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不僅本身可以作為監(jiān)控對象，例如其所連接的傳感器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點傳過來的數(shù)據(jù)資料。除此之外，每一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(FFD)還可在自己信號覆蓋的范圍內(nèi)，和多個不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(RFD)無線連接。 ZigBee是一種無線連接，(全球流行)、868MHz(歐洲流行)和915 MHz(美國流行)3個頻段上,分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率，它的傳輸距離在1075m的范圍內(nèi),但可以繼續(xù)增加。作為一種無線通信技術(shù)，ZigBee具有如下特點：低功耗: 由于Z的傳輸速率低,發(fā)射功率僅為1mW,而且采用了休眠模式，功耗低,因此ZigBee設(shè)備非常省電。據(jù)估算，ZigBee設(shè)備僅靠兩節(jié)5號電池就可以維持長達(dá)6個月到2年左右的使用時間,這是其它無線設(shè)備望塵莫及的。成本低：ZigBee模塊的初始成本在6美元左右，—, 并且ZigBee協(xié)議是免專利費的。低成本對于ZigBee也是一個關(guān)鍵的因素。時延短: 通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短，典型的搜索設(shè)備時延30ms,休眠激活的時延是15ms, 活動設(shè)備信道接入的時延為15ms。因此ZigBee技術(shù)適用于對時延要求苛刻的無線控制(如工業(yè)控制場合等)應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)容量大：一個星型結(jié)構(gòu)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多可以容納254個從設(shè)備和一個主設(shè)備， 一個區(qū)域內(nèi)可以同時存在最多100個ZigBee網(wǎng)絡(luò), 而且網(wǎng)絡(luò)組成靈活?？煽? 采取了碰撞避免策略，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時隙,避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。MAC層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式， 每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問題可以進(jìn)行重發(fā)。安全：ZigBee提供了基于循環(huán)冗余校驗(CRC)的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能,支持鑒權(quán)和認(rèn)證，采用了AES128的加密算法，各個應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。 ZigBee模塊是一種物聯(lián)網(wǎng)無線數(shù)據(jù)終端，利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)為用戶提供無線數(shù)據(jù)傳輸功能。該產(chǎn)品采用高性能的工業(yè)級ZigBee方案，提供SMT與DIP接口，可直接連接TTL接口設(shè)備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸功能；低功耗設(shè)計，最低功耗小于1mA；提供6路I/O，可實現(xiàn)數(shù)字量輸入輸出、脈沖輸出；其中有3路I/O還可實現(xiàn)模擬量采集、脈沖計數(shù)等功能。該產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的M2M行業(yè)，如智能電網(wǎng)、智能交通、智能家居、金融、移動POS終端、供應(yīng)鏈自動化、工業(yè)自動化、智能建筑、消防、公共安全、環(huán)境保護(hù)、氣象、數(shù)字化醫(yī)療、遙感勘測、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水務(wù)、煤礦、石化等領(lǐng)域。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)隨著微機電系統(tǒng)(MicroElectroMechanismSystem,MEMS)、片上系統(tǒng)（SOC， System onChip）、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展,孕育出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSN)，并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象?；贛EMS的微傳感技術(shù)和無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景。這些潛在的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為:軍事、航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取平臺，能夠?qū)崟r監(jiān)測和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測對象的信息，并將這些信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點，以實現(xiàn)復(fù)雜的指定范圍內(nèi)目標(biāo)檢測與跟蹤，具有快速展開、抗毀性強等特點，有著廣闊的應(yīng)用前景。 GPRS通信模塊GPRS通信模塊是基于GPRS網(wǎng)絡(luò)研發(fā)的數(shù)據(jù)通訊產(chǎn)品， 多安裝在監(jiān)控子站。監(jiān)控子站現(xiàn)場設(shè)備通過GPRS模塊和監(jiān)控中心互聯(lián)，遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)監(jiān)控子站與監(jiān)控中心的通信。GPRS通信模塊廣泛用于水利、石油、熱力、環(huán)保、電力等行業(yè)。GPRS是通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service)的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS可以說是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封包（Packet）式來傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。家庭家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計家居物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，將極大的改變我們的家居環(huán)境，甚至是社會生活習(xí)慣，其本質(zhì)是物理無縫集成到信息網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)真實世界與互聯(lián)世界的融合。本文將結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，著重介紹家居物聯(lián)體系的建立、實現(xiàn)以及在物聯(lián)環(huán)境中家電的新型應(yīng)用。家庭家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)域中的最小集成單位，是實現(xiàn)統(tǒng)一融合的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的最小系統(tǒng)，其技術(shù)構(gòu)建可用”DCMC”來概括，即Device(設(shè)備)、Connect(連接)、Manage（管理）以及Customer（用戶）。家居物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備層（Device）主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集以及信息的發(fā)布。包括了傳感器、集成RFID識別等新型技術(shù)的物聯(lián)家電終端、二維碼標(biāo)簽以及通信模塊等設(shè)備。家居物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)互聯(lián)層（Connect）實現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)傳輸類型的協(xié)議互聯(lián)，是整個家居物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸通道。通過數(shù)據(jù)的互聯(lián)實現(xiàn)終端設(shè)備的組網(wǎng)通信，而不再是單一的信息孤島，實現(xiàn)對于GSM、3G、RFID、WIFI、藍(lán)牙等技術(shù)的互聯(lián)。家居物聯(lián)網(wǎng)的控制管理層（Manage），是整個家居物聯(lián)系統(tǒng)的核心，通過它可以對家中的終端設(shè)備進(jìn)行控制、管理，以及提供智能的分析處理。并可以實現(xiàn)人與家居物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的交互，實現(xiàn)互聯(lián)世界對物理世界的操作。家居物聯(lián)網(wǎng)的用戶對象層（Customer），是家居物聯(lián)網(wǎng)的使用者。通過語音合成技術(shù)構(gòu)筑的良好人機交互機制，通過對管理層下發(fā)命令來控制整個家居物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，而物聯(lián)網(wǎng)的信息可以通過語音合成進(jìn)行語音的播報反饋給使用者。家庭家居物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（以下簡稱家庭聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)）的技術(shù)方案主要涉及ZigBee技術(shù)的模塊、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、GPRS網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)手段，實現(xiàn)家庭家居互聯(lián)控制、通信以及家居網(wǎng)絡(luò)的安防的功能，能與其他家庭網(wǎng)絡(luò)互連組網(wǎng)。可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程家電控制、報警，以及實時數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)互享等功能。家庭聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要分為三大部分組成：家庭信息互聯(lián)處理中心是家居物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)中心，主要實現(xiàn)家中不同的家電的互聯(lián)信息處理以及與外網(wǎng)的數(shù)據(jù)交流。家庭控制管理中心是實現(xiàn)家居物聯(lián)網(wǎng)的控制中心，處理遠(yuǎn)程操控命令、采集傳感器和標(biāo)簽信息，并兼容家庭安防控制系統(tǒng)，可以對局域網(wǎng)的用戶設(shè)置訪問等級等功能。移動互連處理中心是外網(wǎng)數(shù)據(jù)與家居聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的交互平臺，主要實現(xiàn)物理局域網(wǎng)內(nèi)、外數(shù)據(jù)與家居互聯(lián)中心的數(shù)據(jù)交互，并能將外來請求提供給安防中心。家庭信息互聯(lián)處理中心和家庭控制管理層的組成包括：物聯(lián)終端設(shè)備、通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備和提供信息管理處理的應(yīng)用軟件，而移動互聯(lián)中心組成主要為通信網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序組成。 物聯(lián)終端設(shè)備主要為家用物聯(lián)電器，物聯(lián)家電終端將是新技術(shù)綜合的復(fù)雜元器件整體。如物聯(lián)冰箱（產(chǎn)品中已集成了語音合成芯片SYN6288），在食物掃描進(jìn)入冰箱時會自動的記錄食物的生產(chǎn)日期，經(jīng)過智能的判斷后會通過TTS技術(shù)進(jìn)行語音播報：“于2010年11月5日購買的牛奶，已經(jīng)過期，請勿飲用?！被蛘咴诒鋬?nèi)的食物不夠時，會進(jìn)行語音提示給用戶，在得到用戶的采購單后，通過聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在允許接入的超市中進(jìn)行購物。除了白色家電控制管理應(yīng)用外，家居物聯(lián)環(huán)境中的物聯(lián)黑色家電終端也將更智能，更娛樂。未來的家用物聯(lián)TV會智能判斷感知人觀看電視節(jié)目時與電視的距離，當(dāng)距離過近會自動的黑屏并通過內(nèi)置的語音合成軟件進(jìn)行語音播報提示。而電視節(jié)目提供商在得到客戶允許后，收集客戶平時喜歡觀看的電視節(jié)目，有新的客戶喜歡的節(jié)目出現(xiàn)會第一時間通過TTS技術(shù)進(jìn)行合成播報推薦，用戶可選擇接受或拒絕。終端生產(chǎn)商在客戶使用電器過程中收集客戶常用的功能，來制定針對目標(biāo)客戶的個性化產(chǎn)品。物聯(lián)家電終端出現(xiàn)產(chǎn)品故障等問題時，會第一時間通過語音合成技術(shù)對室內(nèi)的客戶報警，并將家電故障數(shù)據(jù)提交給廠商的售后部門以及指定的用戶手機中。售后部門的服務(wù)處理中心得到數(shù)據(jù)，并從云處理中心得到準(zhǔn)確的操作步驟，反饋給客戶，并指派工程師去提供維護(hù)服務(wù)。 通信網(wǎng)關(guān)與物聯(lián)終端基于統(tǒng)一的互聯(lián)通訊協(xié)議（如閃聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)），物聯(lián)終端和傳感采集裝置可將整個家庭環(huán)境中的動靜態(tài)數(shù)據(jù)信息通過通信網(wǎng)關(guān)與家庭控制管理進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。當(dāng)出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)信息能迅速的將數(shù)據(jù)上傳，并進(jìn)行室內(nèi)的告警。用戶在外出時，可以通過移動互連終端如手機，精確的對家中的電器進(jìn)行操控，在夏日的下班途中，可以遠(yuǎn)程控制家中的空調(diào)提前開啟，等踏入家門中，將是舒適的溫度。每個家庭的家居物聯(lián)網(wǎng)可以對外來訪問請求設(shè)置相應(yīng)的等級，最大的保障用戶的隱私使用權(quán)益。按照不同訪問等級，將訪問不同權(quán)限的家居聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息。16