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把ZigBee技術(shù)應用到溫控系統(tǒng)中，現(xiàn)有的溫控系統(tǒng)，很多都是采用有線方式。通過有線方式傳輸信號，布線費用昂貴，維修困難，難于擴展，在某些情況下甚至無法布線成功，這是其遇到的一個極大困難，且系統(tǒng)的抗毀性也比較差，一旦主控制芯片出現(xiàn)了問題，整個系統(tǒng)就會崩潰。應用ZigBee技術(shù)以后，溫控系統(tǒng)可以從有線方式變?yōu)闊o線方式。

0 引 言　　

目前短距離無線通信技術(shù)已成為無線通信技術(shù)的一個重要分支，現(xiàn)實中很多系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通常為少量的突發(fā)信號，這里采用的ZigBee技術(shù)就是具有統(tǒng)一標準的短距離無線通信技術(shù)，專門用于這類信息的傳輸，工作在2．4 GHz的免付費、免申請頻段上，傳輸速率為250 Kb／s。這種無線通信技術(shù)具有如下特點：傳輸距離遠、室內(nèi)大概有30 m，功耗低，工作模式情況下，ZigBee技術(shù)傳輸速率低，傳輸數(shù)據(jù)量很小，因此信號的收發(fā)時間很短，其次在非工作模式時，ZigBee節(jié)點處于休眠模式。

這里把ZigBee技術(shù)應用到溫控系統(tǒng)中，現(xiàn)有的溫控系統(tǒng)，很多都是采用有線方式。通過有線方式傳輸信號，布線費用昂貴，維修困難，難于擴展，在某些情況下甚至無法布線成功，這是其遇到的一個極大困難，且系統(tǒng)的抗毀性也比較差，一旦主控制芯片出現(xiàn)了問題，整個系統(tǒng)就會崩潰。應用ZigBee技術(shù)以后，溫控系統(tǒng)可以從有線方式變?yōu)闊o線方式。

1 ZigBee技術(shù)的特點

ZigBee低速率、低功耗和短距離傳輸?shù)奶攸c使它非常適宜支持簡單器件。ZigBee定義了兩種器件：全功能器件(FFD)和簡化功能器件(RFD)。對全功能器件，要求它支持所有的49個基本參數(shù)。而對簡化功能器件，在最小配置時只要求它支持38個基本參數(shù)。一個全功能器件可以與簡化功能器件和其他全功能器件通話，可以按三種方式工作，分別為：個域網(wǎng)協(xié)調(diào)器、協(xié)調(diào)器或器件。而簡化功能器件只能與全功能器件通話，僅適于非常簡單的應用。

2 對等網(wǎng)中的Mesh網(wǎng)絡的特點

對等網(wǎng)是全部由完整功能器件(FFD)連接而成的，這種網(wǎng)絡能提供更高的可靠性，如圖1所示。

綜上所述，這里采用ZigBee技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡的傳輸，并選用ZigBee支持的Mesh網(wǎng)絡實現(xiàn)此功能。對等網(wǎng)是全部由完整功能器件(FFD)連接而成的，這種網(wǎng)絡能提供更高的可靠性。

該網(wǎng)絡有一個主控制節(jié)點，用來啟動整個網(wǎng)絡，這個主控制節(jié)點由專門的電源供電，另外還有專門負責路由信息的控制節(jié)點，給信息傳輸提供必要的路由，本身也可以參與溫度的測量，還有就是一些終端的節(jié)點，它們可以專門用來測量端點的溫度，另外在必要的時候，如網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，它們啟動相應的命令，就又可以充當路由的功能。

這種無線網(wǎng)絡具有較強的抗毀性，某個節(jié)點出現(xiàn)故障，路由節(jié)點可以選擇另外一條路由去完成此次傳輸。

3 Mesh網(wǎng)絡的建立過程

這里所有的站點都是FFD(全功能器件)，可以用下面的方法組建一個網(wǎng)絡。

每個大型的ZigBee的Mesh網(wǎng)絡都可以由一個中心協(xié)調(diào)器(PAN)和路由器(Router)組成。這里以采用以下原語實現(xiàn)：

 

該原語由具有ZigBee協(xié)調(diào)器能力設備的應用層生成，發(fā)送給它的網(wǎng)絡層管理實體，請求初始化設備，使之成為一個新網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器。

　　 

該原語返回在網(wǎng)絡中初始化一個ZigBee協(xié)調(diào)器請求的執(zhí)行結(jié)果。如果成功執(zhí)行了原語，則狀態(tài)參數(shù)設置為SUCCESS。
設置ZigBee協(xié)調(diào)器以后，再采用NLME-PER-MIT-JOINING．request原語允許其他設備同其網(wǎng)絡連接。

PermitDuration中參數(shù)的有效值從0x00~0xFF，0x00和0xFF分別表示連接是否有效，沒有確定的時間限制，這里選擇0xFF。

返回：
NLME-PERMIT-JOINING．confirm(Status 與請求狀態(tài)相對應)

當收到該原語后，初始化的設備上層即得知允許其他設備連接網(wǎng)絡請求原語的執(zhí)行結(jié)果，這里收到的結(jié)果應該為0xFF。

在ZigBee網(wǎng)絡中，還要配置路由器，該原語如下：

　　 

因為是采用的Mesh網(wǎng)絡，所以這里的Join-AsRouter的參數(shù)設置為TURE。

一個新設備連接網(wǎng)絡成功后，就發(fā)送NLME-JOIN．indication原語，其語法如下：

　　 

至此，一個完整的Zigbee網(wǎng)絡就建立成功。

這個網(wǎng)絡具有很好的抗毀性，在Mesh網(wǎng)絡中，當一個鏈路或者一個設備失效時，上層的管理設備將要重新組織路由的信息。如果上層設備由于缺乏路由容量或者其他原因，該路由器設備將會給主協(xié)調(diào)器發(fā)送一個路由錯誤的指令幀，里面包含了失敗的原因。在必要的情況下，甚至可以從某一個節(jié)點開始，重新組織一個新的Mesh網(wǎng)絡。

這里的ZigBee無線自組織網(wǎng)絡和Ad Hoc(無線自組織多跳網(wǎng)絡)還有一點區(qū)別，后者是在過一定的時間，重新選擇新的路由，而ZigBee的無線自組織是在路徑丟失的情況下，才會選擇新的路由。

在某一個芯片出現(xiàn)故障時，會自動搜尋下一個路由，使得信息的傳輸不會受到影響；必要的時候，甚至可以選擇某一個芯片重新啟動整個網(wǎng)絡系統(tǒng)；而且采用這種方式，芯片之間接力傳遞，可以最大限度地提高網(wǎng)絡的覆蓋范圍。如果采用星型網(wǎng)絡，由于在終端節(jié)點不是FFD，而是RFD，如果FFD出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)就無法工作，另外其作用范圍也會受到限制。

6 結(jié) 語

綜上，在現(xiàn)代溫控系統(tǒng)中，采用無線通信的ZigBee技術(shù)，可以很方便地建立網(wǎng)絡，選用ZigBee支持的Mesh網(wǎng)絡，可以最大程度地增加網(wǎng)絡的抗毀性，而采用芯片接力傳遞的方式，可以最大程度地擴展網(wǎng)絡的覆蓋范圍。對ZigBee芯片寫入不同的控制程序可以控制加熱器的時間和持續(xù)長度。

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