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Zigbee与UWB在工业无线网中的应用情况
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Zigbee与UWB在工业无线网中的应用情况
文章出处： 发布时间： 2011/08/15 | 1108 次阅读 | 0次推荐 | 0条留言
　　引言
　　计算机技术、通信技术、传感器技术及芯片制造技术的飞速发展，促进了工业监视、控制、检测等领域的不断进步。近年来，作为一种工业通信手段，无线技术得到了迅猛的发展，成为工业通信市场的增长点，引起了愈来愈多人的关注。相比于有线技术，无线技术有如下的优点：
　　（1）节约成本，建立方便。有线通信的建立必须通过物理链路，布置线缆费时费力，有时，由于某些工业环境（如高温高压）及其地理位置（如经过湖泊、林区等）的特殊性，不易布线。即使建好以后，还易遭受雷击、环境的腐蚀及鼠虫的啮咬；一旦出了故障，不但不易查找，维修起来也很不方便。相比而言，无线技术就要便利的多，无需布线，故障诊断也很容易，可以借助网络进行远程诊断。
　　（2）追加节点，扩展性强。一个通信网络建好以后，往往因为某种原因增加新的设备节点，如果采用有线方式就要追加布线，更极端的情况可能破坏原来的通信链路。但是，如果采用无线组网，就可以在已有的无线网络的基础上， 增加无线接入点（WirelessAccess Point,WAP） ,修改少量的软件设置就可以达到扩展节点的目的。
　　（3）移动灵活，不受限制。对于工业无线网络的节点而言，只要它能执行自己的功能，可以把节点放置到某个工业区域的任何地方，物理移动有着很大的自由性。
　　（4）抗干扰强，安全可靠。无线技术有自己的安全协议，有独特的加密算法，不易被窃听；由于采用了扩频或跳频技术，具有很好的抗干扰性，这在恶劣的工业环境中极为重要。
　　基于上述的种种优点，无线技术在工业领域引起了愈为广泛的关注。随着各种新鲜的无线技术的诞生，无线技术在工业自动化领域正展现着美好的应用前景。在这些技术中， Zigbee和UWB无疑是最耀眼的两项。
　　Zigbee技术
　　Zigbee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适用于自动控制和远程控制领域，是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制而制定的。Zigbee是IEEE . 4技术的商业名称。该技术的核心协议由2000年12月成立的IEEE 802. 15. 4工作组制定，而高层应用、互联互通测试和市场推广由Zigbee 联盟负责。Zigbee联盟成立于2001年8月，目前包括英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司和荷兰飞利浦半导体公司等在内的百余家着名企业。
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　　Zigbee的协议主要由物理层、数据链路层、网络/安全层、应用框架及高层应用规范构成。其中IEEE 802. 15. 4负责物理层和数据链路层标准； Zig2bee联盟负责网络层及应用层的研发。Zigbee协议栈如图1所示。
图1　Zigbee协议栈
　　Zigbee技术的主要特点如下：
　　（1）功耗低。在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月以上，这也是Zigbee 支持者所一直引以为豪的独特优势。
　　（2 ） 数据传输速率低。只有10 ～250 kb/s,专注于低传输应用。
　　（3）成本低。Zigbee数据传输速率低，协议简单，大大降低了成本。预计今年年底一个Zigbee芯片价格将降到3美元。
　　（4）网络容量大。网络可容纳65 536个节点。
　　（5）有效范围小。有效覆盖范围10～75 m,具体根据实际发射功率大小和各种不同的应用模式而定。
　　（6）工作频段灵活。使用的频段分别为2. 4GHz（全球） 、868MHz （欧洲）及915 MHz （美国） ,均为免执照频段。
　　（7）安全。ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES - 128加密算法。
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