彻底读懂物联网关键技术之ZigBee
一文彻底读懂物联网关键技术之--ZigBee!
智能制造IM5天前
下文采用问答形式向你详细地介绍了方方面面，不夸口的说，你所需要知道的关于ZigBee的一切，在这里基本可以了解到！
点评：这篇文章可以真正让人明白通讯协议的含义。
文/电子发烧友
在智能硬件和物联网领域，时下大名鼎鼎的ZigBee可谓是无人不知，无人不晓。作为除了WiFi、蓝牙之外，ZigBee是目前最重要的无线通信协议之一，主要应用于物联网和智能硬件等领域。关于ZigBee，下文采用问答形式向你详细地介绍了方方面面，不夸口的说，你所需要知道的关于ZigBee的一切，在这里基本可以了解到！
Chapter1
起源历史篇
1ZigBee起源什么技术？
在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许多缺陷。对工业，家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言，蓝牙技术显得太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等，而工业自动化，对无线数据通信的需求越来越强烈，而且，对于工业现场，这种无线数据传输必需是高可靠的，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。因此，经过人们长期努力，ZigBee协议在2003年中正式问世了。另外，ZigBee使用了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议Home RF Lite。
2什么是ZigBee？
首先ZigBee的Mac层、PHY层是IEEE802.15.4协议的。根据这个协议规定的技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位和远近信息的，也就是所蜜蜂依靠着这样的方式构成了群体中的通信“网络”，因此ZigBee的发明者们形象地利用蜜蜂的这种行为来形象地描述这种无线信息传输技术。
3ZigBee技术有哪些特点？
ZigBee的特点主要有以下几个方面：
（1）低功耗：在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6-24个月，甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比之下蓝牙可以工作数周、WiFi可以工作数小时；
（2）低成本：通过大幅简化协议是成本很低（不足蓝牙的1/10），降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且ZigBee的协议专利免费；
（3）低速率：ZigBee工作在250kbps的通讯速率，满足低速率传输数据的应用需求；
（4）近距离：传输范围一般介于10～100m之间，在增加RF发射功率后，亦可增加到1-3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远；
（5）短时延：ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3-10s、WiFi需要3s；
（6）高容量：ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网；
（7）高安全：ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单（ACL）防止非法获取数据以及采用高级加密标准（AES128）的对称密码，以灵活确定其安全属性；
（8）免执照频段：使用工业科学医疗（ISM）频段，915MHz（美国），868MHz（欧洲），2.4GHz（全球）。
由于此三个频带物理层并不相同，其各自信道带宽也不同，分别为0.6MHz，2MHz 和5MHz。分别有1个，10个和16个信道。这三个频带的扩频和调制方式亦有区别。扩频都使用直接序列扩频（DSSS），但从比特到码片的变换差别较大。调制方式都用了调相技术，但868MHz和915MHz频段采用的是BPSK，而2.4GHz频段采用的是OQPSK。
在发射功率为0dBm的情况下，蓝牙通常能有10米的作用范围。而ZigBee在室内通常能达到30-50米的作用距离，在室外空旷地带甚至可以达到400米（TI CC2530不加功率放大）。
所以，ZigBee可归为低速率的短距离无线通信技术。
4为什么说ZigBee是顺应工业自动化对可靠的无线数据传输日益增长的需求而产生的？
ZigBee 技术本身，就是因为兰牙技术不能满足工业自动化中，对低数据量，低成本，低功耗，高可靠性的无线数据通信的需求而产生的。因为，对于工业现场，这种无线数据传输必需是高可靠的，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。ZigBee技术中，使用网状网拓扑结构，自动路由，动态组网，直序扩频的方式。就是为了满足工业自动化控制现场的这种需要。
Chapter2
通信技术篇
1ZigBee使用那种协议？
IEEE802.15.4协议，这是一种低传送速率的无限PAN的协议。在标准化方面，IEEE802.15.4工作组主要负责制定物理层和MAC层的协议，其余协议主要参照和采用现有的标准，高层应用、测试和市场推广等方面的工作将由ZigBee联盟负责。
2为什么ZigBee无线通信使用2.4G频段是免费频段？
在我国和世界上大多数其他国家，一般使用无线电设备都是要付频率使用费的，包括手机通信，只不过移动运营商已经向国家支付了这笔费用，并通过号码占用费等方式向用户收取了这笔费用。在使用其它无线设备时，你首先要向国家相关部门申请频率使用许可，然后根据你的无线设备所使用的频率，功率大小和数量收取费用。这是一笔不小的费用，一般设备一年往往要交纳几千元的费用。而免费频段，是指各个国家根据各自的实际情况，并考虑尽可能与世界其他国家规定的一致性，而划分出来的一个频段，专门用于工业，医疗以及科学研究使用（ISM频段），不需申请而可以免费使用的频段。我们国家的2.4G频段，就是这样一个频段。然而，为了保证大家都可以合理使用，国家对该频段内的无线收发设备，在不同环境下的使用功率做了相应的限制。例如在城市环境下，发射功率不能超过100mW。
3ZigBee仅适合近距离通信吗？
ZigBee局域网络不仅可以通过提高每个节点模块的发射功率和接收灵敏度以及增加节点数量来扩展网络，而且还可以通过传统的互联网去监控路途遥远的ZigBee控制网络。但是，在进行扩张要注意的是：
（1）随着发射功率的增加，耗电量自然要增大，只要求耗电也大，便会失去ZigBee 本身电能消耗很低的优势；
（2）尽管2.4Ghz是免费频段，但是不能超过电波法中对于最大功率的限制。
4ZigBee采用直序扩频的通信方式有什么好处？
同样的频段，采用不同的通信方式则结果也许会有很大的差别，例如ASK，FSK，FHSS，DSSS等的抗干扰能力，通信安全保密性，可靠性都各不相同。ZigBee系统和CDMA系统一样，都采用的是直序扩频技术（DSSS），它是一种抗干扰能力极强，保密性和可靠性都很高的通信方式。如果你使用过这两种技术的通信产品，你会发现两者在可靠性上不同凡响。
由于扩频技术在正常通信时所要求的信噪比可以很低，也就是说，在干扰很强的环境下，它仍然能够正常工作。根据计算和实验，这相当于接收灵敏度提高了7dBm。它也不容易干扰别人。换句话说，它可以使用较低的功率传输更远的距离。下面引用扩频技术优越性有关的一些资料供参考：
CDMA 是继世界上推出数字通信技术之后，1995年又推出的一种新型数字蜂窝技术，它利用数字传输方法，采用扩频通信技术，大幅度地提高了频率利用率，具有容量大、覆盖范围广、手机功耗小、话音质量高的突出优点，将移动通信技术推向发展新阶段。CDMA （码分多址连接）蜂窝系统与FDMA（频分多址连接）和TDMA（时分多址连接）系统相比，CDMA系统具有以下突出优点：
（1）抗干扰性能好由于CDMA 经过扩频处理，故抗干扰性能好，可和同频带的窄带共存，而不影响其正常工作。
（2）抗多径衰落能力强多径衰落是影响移动通信质量的一个突出问题，通常必须采取空间分集、自适应均衡等技术加以克服，还有较大衰落余量。CDMA系统可以利用多径信号提供路径分集，这样不但缓和瑞利衰落，而且还缓和了因物理遮挡所造成的慢衰落，从而大大提Qualcomm.html‘target=’_blank‘》高通信质量。
（3）系统容量增大对于FDMA与TDMA，若小区的频点或时隙一分配完，则小区就不能接收新的呼叫，容量有硬性限制。而CDMA是干扰受限系统，在指定的干扰电平下，即使用户数已达到限定数目时，也还允许增加个别用户，其缺点是造成话音质量下降。业
务提供者可在容量与话音质量之间进行平衡。CDMA精确的功率控制和软切换技术大大降低了干扰信号的强度和所需的信噪比要求，而且有效地采用诸如话音激活或可变速率话音编码、分集接收、功率控制。据介绍，CDMA信噪比是DAMPS、TDMA的3.7倍，是TACS 的11.2倍，是AMPS的13.6倍，是FM/FDMA方式的20倍。
（4）通信质量好CDMA系统采用直接序列扩频技术，综合应用时间分集、频率分集、空间分集、路径分集等多种分集技术克服多径效应，可以获得很强的抗干扰能力，加上它在越区切换时采用先建立后中断的软切换技术，保证了CDMA的通信质量，特别在越区切换时无乒乓效应。本系统属宽带低噪比，波形允许采用高冗余度纠错编码和高效数字调制技术来确保高质量话音和数据传输。
（5）频率利用率高CDMA系统的同一频率，可以在所有小区内重复使用，其频率复用率为2/3（FDMA和TDMA的频率复用率为1/7），不需要FDMA和TDMA那样进行频率配置，大大简化了小区分裂和微蜂窝引入。
（6）多址能力强CDMA系统多址能力决定扩频编码间的多址干扰大小，它与使用的扩频编码方案有关，与同时发送信号的用户间的多址干扰（即扩频编码的相关特性）有关，与允许的接收质量有关（输出信噪比），因此同时工作用户间的多址干扰越低，能允许的接收质量越低，CDMA技术的多址能力就越强。
（7）高度可靠的保密安全性CDMA移动通信系统是一个保密通信系统，若再加一定的加密算法技术，能大大提高通信保密性能，这是FDMA、TDMA系统所无法比拟的。分析其采用的扩频系统，要想截获别人的通信内容几乎是不可能的，如只要机内锂电池不放完电，它以512KHz的时钟频率加以改变其序列的即时状态，即使是连续工作，它的扩频地址序列周期也长达7年。它还可以方便地在CDMA系统设置和改变主密钥、副密钥、扩频码表、标准加密算法等，使通信的保密性更为可靠。
（8）手机功耗小CDMA采用功率控制后，仅在衰落期间调高发射功率电平，从而使平均发射功率减小，FDMA的最小功率为5mW、平均发射功率为794 mW、峰值功率为3W，而CDMA的最小功率为2.3mW、平均发射功率为5 mW、峰值功率为100mW。由此可见CDMA的平均发射功率和最大发射功率比FDMA低，从而使系统容量增加，减少了小区数和降低设备成本。
5ZigBee与现有数传电台的比较有哪些特点？
其优点如下：
（1）可靠性高：由于ZigBee模块的集成度远比一般数传电台高，分离元器件少，因而可靠性更高；
（2）使用方便安全：因为集成度高，比起一般数传电台来，ZigBee收法模块体积可以做得很小，而且功耗低，最大发射电流比一个CDMA手机还要小许多，因而很容易集成或直接安放在到设备之中，不仅使用方便，而且在户外携带使用时不容易受到损坏；
（3）抗干扰力强，保密性好，误码率低：ZigBee收发模块使用的是2.4G 直序扩频技术，比起一般FSK，ASK和跳频的数传电台来，具有更好的抗干扰能力，和更远的传输距离；
（4）免费频段：ZigBee使用的是免费频段，而许多数传电台所使用的频段不仅需要申请，而且每年都需要向国家无委会交纳相当的频率使用费；
（5）价格低：ZigBee数传模块的价格只有具有类似功能的数传电台的几分之一。
6为什么ZIGBEE的抗干扰性能高于Wi-Fi和蓝牙技术？
摩尔实验室（MORLAB）经过近段时间对ZigBee技术的研究及相关测试实践总结出如下几点，这也是ZigBee产品抗干扰能力强的主要原因。
ZigBee抗干扰特性主要是抗同频干扰，即来自共用相同频段的其他技术的干扰。主要特性如下：
1、空闲信道评估（Clear Channel Assessment，CCA）：
判断信道是否空闲。IEEE 802.15.4 物理层在碰撞避免机制中提供CCA的能力，即如果信道被其他设备占用，则允许传输退出而不必考虑采用该信道的通信协议。
现主要有3种空闲信道评估模式：
（1）判断信道的信号能量，若信号能量低于某一个门限量，则认为信道空闲；
（2）判断无线信道的特征，这特征主要包括两方面，即扩频信号和载波频率；
（3）综合前两种模式，同时检测信号强度和信号特征，给出信道空闲判断。
2、动态信道选择：
ZigBee 个人区域网（PAN）中的协调器（网络的中心节点，负责网络的组织和维护）。首先要扫描所有的信道，然后确认并加入一个合适的PAN（不需要创建一个新的PAN），
减少同频段PAN的数量，降低潜在的干扰。如果干扰源出现在重叠的信道上，协调器上层的软件要应用信道算法选择一个新的信道。
3、信道算法：
在网络初始化或者响应中断时，ZigBee 设备都会先扫描一系列被列入信道表参数中的信道，以便进行动态信道选择，按照上述空闲信道来设置信道表参数，以便加强网络的共存性能。
在严重干扰期间，ZigBee不改变信道，而是依靠其低占空比、免冲突算法（每个设备在发送数据之前侦听信道）来减小由于传输冲突所造成的数据丢失。
4、直序扩频技术（DSSS）和频率快变FA：
直接序列扩频技术具有一定的抗干扰效果（如下图所示），在其他条件相同情况下传输距离要大于跳频技术（发射功率为0dBm的情况下，Bluetooth有10m作用范围，而ZigBee 在室内能达到30——50m作用范围）。所谓频率快变是改变频率、以避开一个已知干扰源或信号源的影响。
由上图可见，ZigBee的误码率在信噪比为4dB的情况下可达10-9 ，要达到同样误码率，Wi-Fi要达10dB，蓝牙高达16dB，ZIGBEE的抗干扰性能明显高于Wi-Fi和蓝牙技术。
5、应答重传和帧缓存：
ZigBee的MAC层和应用层（APS部分）具有自动请求重传ARQ和帧缓存功能。当传送数据帧给设备时，如果接收设备处于忙或者休眠状态而不能接收该帧，那么网络的主协调设备就暂时缓存该帧，直到接收端接收该帧。
虽然调制方式很简单，但ZigBee在2.4GHz ISM频段表现出了很好的抗干扰性能，非常适合于低功耗、低数据传输的应用场合。目前ZiBee产品在CE认证中主要采用的测试标准为EN300328、而在FCC中则主要采用Part 15C的测试。
Chapter3
网络技术篇
1ZigBee是具有怎样的无线数据传输网络？
简单的说，ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络，ZigBee 数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75米到几百米、几公里，并且支持无线扩展。
ZigBee 是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，十分类似现有的移动通信CDMA网或GSM网，每一个ZigBee网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里。
与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个ZigBee “基站”却不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外，每一个ZigBee网络节点（FFD）还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点（RFD）无线连接。
每个ZigBee网络节点（FFD和RFD）可以支持多达31个的传感器和受控设备，每一个传感器和受控设备终可以有8种不同的接口方式。可以采集和传输数字量和模拟量。
2ZigBee所采用的自组织网是怎么回事？
举一个简单的例子就可以说明这个问题，当一队伞兵空降后，每人持有一个ZigBee网络模块终端，降落到地面后，只要他们彼此间在网络模块的通信范围内，通过彼此自动寻找，很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。他们预先无法判断谁雨，而且，由于人员的移动，彼此间的联络还会发生变化。因而，模块还可以通过重新寻找通信对象，确定彼此间的联络，对原有网络进行刷新。这就是自组织网。
3ZigBee技术为什么要使用自组织网来通信？
网状网通信实际上就是多通道通信，在实际工业现场，由于各种原因，往往并不能保证每一个无线通道都能够始终畅通，就像城市的街道一样，可能因为车祸，道路维修等，使得某条道路的交通出现暂时中断，此时由于我们有多个通道，车辆（相当于我们的控制数据）仍然可以通过其他道路到达目的地。而这一点对工业现场控制而言则非常重要。
4为什么自组织网要采用动态路由的方式？
所谓动态路由是指网络中数据传输的路径并不是预先设定的，而是传输数据前，通过对网络当时可利用的所有路径进行搜索，分析它们的位置关系以及远近，然后选择其中的一条路径进行数据传输。
在我们的网络管理软件中，路径的选择使用的是“梯度法”，即先选择路径最近的一条通道进行传输，如传不通，再使用另外一条稍远一点的通路进行传输，以此类推，直到数据送达目的地为止。
在实际工业现场，预先确定的传输路径随时都可能发生变化，或者因各种原因路径被中断了，或者过于繁忙不能进行及时传送。动态路由结合网状网拓扑结构，就可以很好解决这个问题，从而保证数据的可靠传输。
智能家居行业交流Q群：80748603
1ZigBee和现有的通信移动网（GPRS，CDMA-1X）比较有哪些特点？
其特点为：
（1）无网络使用费：使用移动网需要长期支付网络使用费，而且是按节点终端的数量计算的，而ZigBee没有这笔费用；
（2）设备投入低：使用移动网需要购买移动终端设备，每个终端的价格在人民币1000元上下，而使用ZigBee网络，不仅ZigBee网络节点模块（相当于基站）费用每只人民币不到1000元，而且，主要使用的网络子节点（相当于手机）的价格还要低得多；
（3）通信更可靠：由于现有移动网主要是为手机通信而设计的，尽管CDMA-1X和GPRS 可以进行数据通信，但实践发现，不仅通信速率比设计速率低很多，而且数据通信的可靠信、连续性在许多情况下也得不到保证。而ZigBee网络则是专门为控制数据的传输而设计的，因而控制数据的传输具有相当的保证；
（4）高度的灵活性和低成本：首先，通过使用覆盖距离不同，功能不同的ZigBee网络节点，以及其它非ZigBee系统的低成本的无线收发模块，建立起一个ZigBee局部自动化控制网，再通过互联网或移动网与远端的计算机相连，从而实现低成本，高效率的工业自动化遥测遥控；
（5）比起现有的移动通信网来，尽管ZigBee仅仅只是一个局域网，但通过供足够的数据出口，它可以“无限”扩大它的覆盖范围，而且可以与现有的移动网，互联网和其它通信网络相连接。并通过这些网络将许多个ZigBee局域网相互连成为一个整体。有效的解决移动网的盲区覆盖问题：我们知道，现有移动网络在许多地方存在盲区，特别是铁路，公
路，油田，矿山等野外，更是如此。而增加一个移动基站或直放站的费用是相当可观的，此时使用ZigBee网络进行盲区覆盖不仅经济有效，而且往往是现在唯一可行手段。
6ZigBee怎样实现远距离遥测遥控？
ZigBee网络还可以通过接口卡等多种方式，与互联网，GPRS网，CDMA1x网以及其它通信系统线连接，从而实现远程操控。你也可以通过其它网络，将两个或多个局部ZigBee 网络连接在一起。
Chapter4
市场应用篇
1ZigBee技术有哪些应用领域？
ZigBee技术的目标就是针对，工业，家庭自动化，遥测遥控，例如灯光自动化控制，传感器的无线数据采集和监控，油田，电力，矿山和物流管理等应用领域。
2ZigBee实现了哪些工业现场对无线数据传输的要求？
要求低功耗，低数据量（250KPS），低成本，使用免费的ISM频段（2.4G），高的抗干扰性能的直序扩频通信方式（DSSS），高保密性（64位出厂编号和支持AES-128加密），高集成度和高的可靠性；节点模块之间具有自动动态组网的功能，采用了包括网状网在内的拓扑结构，使用了碰撞避免机制，信息在整个ZigBee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。
3ZigBee可以在哪些方面拓展应用？
ZigBee 应用：其范围非常广泛，可以针对工业自动化、家庭自动化、遥测遥控、汽车自动化、农业自动化和医疗护理、油田、电力、矿山和物流管理等应用领域。
实际应用举例如下：照明控制、环境控制、自动读表系统、各类窗帘控制、烟雾传感器、医疗监控系统、大型空调系统、内置家居控制的机顶盒及万能遥控器、暖气控制、家庭安防、工业和楼宇自动化。另外它还可以对局部区域内移动目标例如城市中的车辆进行定位。
4凡符合什么条件的短距离通信就可以考虑采用ZigBee技术？
通常，符合如下条件之一的短距离通信就可以考虑应用ZigBee：
（1）需要数据采集或监控的网点多；
（2）要求传输的数据量不大，而要求设备成本低；
（3）要求数据传输可靠性高，安全性高；
（4）要求设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者电源模块；
（5）可以用电池供电；
（6）地形复杂，监测点多，需要较大的网络覆盖；
（7）对于那些现有的移动网络的盲区进行覆盖；
（8）已经使用了现存移动网络进行低数据量传输的遥测遥控系统。
5ZigBee技术在我国的应用情况怎样？
尽管国内不少人已经开始关注ZigBee这项新技术，而且也有不少企业开始涉足ZigBee 技术的开发，然而，考虑到ZigBee本身是一种新的系统集成技术，应用软件的开发必须用网络传输，射频技术和底层软硬件控制技术结合在一起，所以对于初期开发的企业来说具有一定的技术难度。由于各方面的制约，ZigBee技术的大规模商业应用还有待时日。
但是目前已经展示出了非凡的应用价值，相信随着相关技术的发展和推进，一定会得到更大的应用。但是，我们还应该清楚的认识到，基于ZigBee技术的无线网络才刚刚开始发展，它的技术、应用都还远远谈不上成熟，国内企业应该抓住商机，加大投入力度，推动整个行业的发展。
五、ZigBee联盟
1ZigBee联盟的使命是什么？
ZigBee联盟是一个高速成长的非盈利业界组织，成员包括国际著名半导体生产商、技术提供者、技术集成商以及最终使用者。联盟制定了基于IEEE802.15.4，具有高可靠、高性价比、低功耗的网络应用规格。
2ZigBee联盟的目标是什么？
ZigBee 联盟的主要目标是以通过加入无线网络功能，为消费者提供更富有弹性、更容易使用的电子产品。ZigBee技术能融入各类电子产品，应用范围横跨全球的民用、商用、
公共事业以及工业等市场。使得联盟会员可以利用ZigBee这个标准化无线网络平台，设计出简单、可靠、便宜又节省电力的各种产品来。
3ZigBee联盟所锁定的焦点是什么？
其焦点为制定网络、安全和应用软件层；提供不同产品的协调性及互通性测试规格；在世界各地推广ZigBee品牌并争取市场的关注；管理技术的发展。
4ZigBee联盟在标准上所做的工作是什么？
ZigBee 标准的制定：IEEE802.15.4的物理层、MAC层及数据链路层，标准已在2003年5月发布。ZigBee网络层、加密层及应用描述层的制定也取得了较大的进展。V1.0版本已经发布。其他应用领域及其相关的设备描述也会陆续发布。由于ZigBee不仅只是802.15.4的代名词，而且IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K字节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。每个协调器可连接多达255个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。ZigBee联盟还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其它节点获得。
ZigBee 联盟强调设备的互通性：很多近距离电子产品嵌入了ZigBee模块都已具有ZigBee功能，还有许多各种产品预留了ZigBee的接口以备日后随时升级。各类网关产品的开发也得到进一步开发，网关产品支持ZigBee系统与家居控制网络、智能建筑网络及商用网络等现有的设施互联等。
5ZigBee联盟董事会成员有哪些企业？
以“推动者”身份加入ZigBee联盟并成为联盟董事会成员的企业有十六家：
康卡斯特有线（ComcastCable）
艾创（ItronInc.）
克罗格（TheKroger Co.）
兰吉尔（Landis+Gyr）
罗格朗（Legrand Group）
美的集团（Midea Group）
恩智浦半导体（NXPSemiconductors）
飞利浦（Philips）
施耐德（Schneider Electric）
芯科（SiliconLabs）
三星（SmartThings
尚飞（SOMFY）
德州仪器（TexasInstruments）
物联传感（Wulian）
华为（HUAWEI）
立达信（LEEDARSON）
6ZigBee联盟高层有哪些人员？
ZigBee联盟主席兼首席执行官：Tobin Richardson。ZigBee联盟董事会主席：John E. Osborne II（立达信）ZigBee联盟董事会副主席：
Jean-Pierre Desbenoit（施耐德电气）
HansDollee（恩智浦半导体）
Musa Unmehopa（飞利浦照明）
Bruno Vulcano（罗格朗集团）
David Randolph Hoelscher（华为）
Juston Zhu 朱剑（物联传感）（第一个华人副主席，也是第一个亚洲人副主席）
ZigBee联盟财务官：Jean-Michel Orsat（尚飞集团）
ZigBee联盟董事会秘书：Michael Koster（三星/ SmartThings）
Chapter6
ZigBee3.0技术
极客公园一篇《为什么要装这么多App 去控制我的「智能家电」？》的文章在智能家居圈子引起了很大的反响，直击了智能家居行业不同厂家的产品不能互联互通的行业痛点。文章中写到智能家居行业中如此多的APP给用户造成很大的困扰。用户如果需要使用不同厂商生产的智能设备，必须购买不同厂商的智能家居网关设备和使用不同厂家的APP去控制智能设备，这极大的降低了用户购买和使用智能家居产品的热情。那么造成智能家居不能实现互联互通的根本原因是什么呢？那还得从智能家居产业链说起。
1智能家居的产业链与互联互通
智能家居产业链分为协议（或称标准）提供商、IC芯片厂家（通常也是软件协议栈提供商）、解决方案商、智能家居产品商。我们主要从智能家居产业链的源头协议说起。
智能家居的主流协议主要分为：Wi-Fi、ZigBee、Z-Wave。
Wi-Fi协议主要由于高功率、组网相对复杂、节点少等原因不能够大规模应用于智能家居的设备中，但由于Wi-Fi高传输率的特性非常适合应用于智能摄像头等智能家居产品。所以Wi-Fi协议在智能家居中角色主要是作为补充协议存在。
Z-Wave协议由于低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信、互通性高在欧洲得到了比较广泛的应用，Z-Wave的网关是可以控制不同厂家基于Z-Wave协议的设备，但是由于Z-Wave在频段在908.42MHz（美国）~868.42MHz（欧洲）之间，这个区间的频段在中国属于工业频段，不能够民用，所以Z-Wave协议在国内计几乎没有应用。
ZigBee协议凭借低功耗、网状组网、节点多、高安全性等属性成为在智能家居行业应用最广泛的协议。只可惜，ZigBee协议最大的问题是互通性不好，不同厂家虽然都是采用ZigBee协议，但是就是不能互相控制。
2ZigBee的前世今生
ZigBee协议的诞生源于对工业物联网的需求。为了满足不同的应用背景，ZigBee联盟先后颁布：ZigBee Home AutomaTIon （ZigBee HA），ZigBee Light Link（ZigBee LL），ZigBee Building AutomaTIon（ZigBee BA），ZigBee Retail Services（ZigBee RS），ZigBee Health Care（ZigBee HC），ZigBee TelecommunicaTIon services（ZigBee TS）等应用层协议来满足智能家居、智能照明、智能建筑、智能零售、智能健康、智能通信服务等领域。
问题是这些应用层协议是独立不互通的。由于早期ZigBee版本由于标准化做的不好，给了厂商太多选择，很多厂商虽然采用了ZigBee HA的协议，但是终端的智能家居厂商根据自家的需求定制化了ZigBee HA，而非标准ZigBee协议，导致不同厂家产品还是不能互联互通。也有点类似于Android，不同手机厂商都是采用Android系统，但是都进行了大量的定制化，导致最后的手机系统也是千差万别。
ZigBee联盟对于ZigBee HA的标准化问题也是伤透了脑筋，为此，还专门组织一批组织机构做ZigBee HA认证，比如最新的ZigBee HA1.2认证，只要经过ZigBee HA1.2认证的产品就能够实现互联互通。
智能家居不能互联互通的根本原因是应用智能家居最广泛的ZigBee协议有很多应用层协议，不同的应用层协议彼此是独立不互通的；另外即使采用相同的应用层协议，也有可能由于应用协议标准化的问题导致设备不兼容。可以说，ZigBee之前仅仅解决了智能设备的连接问题，但是没有解决智能设备的互联互通的问题。
3ZigBee3.0 来解决智能家居互联互通了！
2016年5月，ZigBee联盟联手ZigBee联盟中国组成员在上海亚洲消费电子展（CES Asia）举办新闻发布会暨剪彩仪式，正式向亚洲市场推出了ZigBee3.0。IC厂商TI、NXP、GreenPeak、Atmel，解决方案商Wulian物联传感、顺舟智能科技，智能家居厂商飞利浦、美的等主要智能家居上下游玩家均参加了新闻发布会。
ZigBee联盟推出ZigBee3.0主要的任务就是为了统一ZigBee Home Automation （ZigBee HA），ZigBee Light Link（ZigBee LL），ZigBee Building Automation（ZigBee BA），ZigBee Retail Services（ZigBee RS），ZigBee Health Care（ZigBee HC），ZigBee Telecommunication services（ZigBee TS）等应用层协议，解决了不同应用层协议之间的互联互通问题，用户只要购买任意一个经过ZigBee3.0的网关就可以控制不同厂家基于ZigBee3.0的智能设备。
ZigBee3.0统一了采用不同应用层协议的ZigBee设备的发现、加入和组网方式，使得ZigBee设备的组网更便捷、更统一。另外，ZigBee3.0也进一步加强了ZigBee网路的安全性。
稍显遗憾的是，ZigBee3.0并没有统一ZigBee Smart Energy 应用层协议。ZigBee应用层协议用于读取电表的电量数据，比如应用了ZigBee Smart Energy的智能家庭可以知道每个家庭每月，每个星期、甚至每天的电量数据，物业管理公司和电力公司可以实时知道每个家庭的电量消耗以便收取电费。ZigBee联盟也推出了ZigBee3.0认证来规范各个厂商使用标准的ZigBee3.0协议，以保证基于ZigBee3.0设备的互通性。
3智能家居上下游产业链怎么看待ZigBee3.0
ZigBee3.0解决了智能家居领域应用最主流协议ZigBee不同应用层协议互联互通的问题，也进一步标准化了ZigBee协议，向智能家居的互联互通迈出了一大步，但是在和其他协议的互联互通还要继续努力。这就需要不同的协议（或称标准）提供商继续在底层协议合作和妥协，这个合作和妥协的过程可能会比较艰难。目前最好的解决方案可能就是智能家居厂商的网关设备支持多协议标准，做统一的UI交互。
Wulian物联传感为此推出WLink万联平台，通过互利合作建立与WiFi、蓝牙等技术的连接，快速实现传统照明、门锁、家电等设备的升级，以及智能单品之间的互联互通。
WLink万联平台是一个开放性的物联网智能家居平台，以WLink超级网关为核心，支持接入ZigBee协议、WiFi协议、以太网协议等多种协议的设备，提供终端硬件、通信模块、软件应用和云服务等多个个性化解决方案。在AWE2016上，在Wulian展厅内设立的WLink 万联平台展区，就将会云集包括海尔、创维、海信、TCL、九阳、美的等在内的多家知名的家电厂商。
于2017年初，海信全系列产品均已对接完成《海信智能家电介绍及使用教程》，而目前在WLink平台达成合作的企业产品有：海信全系列家电、美的中央空调、晾霸晾衣架、霍尼韦尔烟感、宁波向往背景音乐、狗尾草小白机器人、路可视门锁、费加罗燃气探测器等等，现还有更多的产品正在对接中，后续将会有更多企业及其产品达成深度合作。
物联网的关键技术
物联网的关键技术 摘要: 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，是新一代信息技术的重要组成部分，近年来发展迅速，具有广阔的应用前景[1]。作为动态的全球网络基础设施，它的根本是物与物、人与物之间的信息传递与控制。物联网技术是一项综合性的技术,涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的全过程，其关键在于传感器和传感网络技术的发展和提升，根据侧重点不同物联网技术的划分标准也不同，国际电信联盟的报告分为四大关键性技术：标签物品的RFID、感知事物的传感网络技术、思考事物的智能技术、微缩事物的纳米技术[2]。本文首先介绍这些技术的基本原理和发展，并就其中的几个核心技术进行详细的认识和探究,同时分析技术应用背后面临的问题和挑战，为物联网的发展提出更具前瞻性的建议。 关键词：物联网关键技术 RFID 面临问题 0引言 物联网是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”的，如贴上RFID的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线/有线的长距离/短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成、以及基于云计算的SaaS营运等模式，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。 从1999年Ashton教授在研究RFID时最美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(Internet of Things)这个词，2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟正式提出了物联网的概念，到现如今各国政府重视下一代的技术规划，纷纷将物联网作为信息技术发展的重点。IBM更是提出“智慧的地球”的最新策略，并且希望在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，从而带动经济的发展和社会的进步，希望以此掀起“互联网”浪潮之后的又一次科技产业革命[3]。 一般而言，可以将物联网从技术架构上来分为三层[4]：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感
基于zigbee的物联网实训报告
学生实习报告 实习类型： 学号： 学生姓名： 指导教师： 专业班级： 院（部）： 2016年12月31日 填写说明 1.该实习报告适用于本校全日制本科生的各类实习教学活动。 2.实习类型应严格按照教学任务规定的名称填写。 3.实习报告装订顺序为：封面、填写说明、实习成绩评定表、实习报告正文。 4.实习报告正文应包含以下内容： ①实习目的 ②实习单位概况 ③实习内容及过程 ④实习总结及体会 要求实习报告内容详实、条理清楚、重点突出、逻辑性强，着重写出对实习内容的分析与总结、体会和感受，特别是自己所学的专业理论与实践的结合与对照。 实习成绩评定表
实训报告正文
一、实训目的: 1.了解物联网的概念及应用； 2.了解无线传感网络的概念及应用； 3.掌握基于Zigbee的无线传感网络的设计； 4.学习并使用CC2530核心板； 5.通过进一步学习掌握物联网相关知识； 二、实训原理简述: 1.物联网的概念: 物联网的概念最初在1999年提出：即通过射频识别（RFID）(RFID+互联网）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。 物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。其在2011年的产业规模超过2600亿元人民币。构成物联网产业五个层级的支撑层、感知层、传输层、平台层，以及应用层分别占物联网产业规模的2.7%、22.0%、33.1%、37.5%和4.7%。而物联网感知层、传输层参与厂商众多，成为产业中竞争最为激烈的领域。
物联网简介及基于ZigBee的无线传感器网络
物联网简介及基于ZigBee的无线传感器网络 摘要 物联网，是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域，给IT和通信带来了广阔的新市场。积极发展物联网技术，尽快扩展其应用领域，尽快使其投入到生产、生活中去，将具有重要意义。 ZigBee无线通信技术是一种新兴的短距离无线通信技术，具有低功耗、低速率、低时延等特性，具有强大的组网能力与超大的网络容量，可以广泛应用在消费电子品、家居与楼宇自动化、工业控制、医疗设备等领域。由于其独有的特性，ZigBee无线技术也是无线传感器网络的首选技术，具有广阔的发展前景。ZigBee协议标准采用开放系统接口(051)分层结构，其中物理层和媒体接入层由IEEE802.15.4工作小组制定，而网络层，安全层和应用框架层由ZigBee联盟制定。 本文首先从概念、技术架构、关键技术和应用领域介绍了物联网的相关知识，然后着重介绍了基于ZigBee的无线传感器网络，其中包括无线传感网简介、ZigBee技术概述和基于ZigBee的无线组网技术。 关键词：物联网；ZigBee；无线传感器网络
物联网简介 物联网概念 “物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。其定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。 最简洁明了的定义：物联网(Internet of Things)是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。 技术架构 从技术架构上来看，物联网一般可分为三层：感知层、网络层和应用层。 感知层是物联网的皮肤和五官-用于识别物体，采集信息。感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、M2M终端、传感器网关等，主要功能是识别物体、采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用类似。 感知层解决的是人类世界和物理世界的数据获取问题。它首先通过传感器、数码相机等设备，采集外部物理世界的数据，然后通过RFID、条码、工业现场总线、蓝牙、红外等短距离传输技术传递数据。感知层所需要的关键技术包括检测技术、短距离无线通信技术等。 网络层是物联网的神经中枢和大脑-用于传递信息和处理信息。网络层包括通信网与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，类似于人体结构中的神经中枢和大脑。 网络层解决的是传输和预处理感知层所获得数据的问题。这些数据可以通过移动通信网、互联网、企业内部网、各类专网、小型局域网等进行传输。特别是在三网融合后，有线电视网也能承担物联网网络层的功能，有利于物联网的加快推进。网络层所需要的关键技术包括长距离有线和无线通信技术、网络技术等。 应用层是物联网的"社会分工"-结合行业需求，实现广泛智能化。应用层是物
基于zigbee的物联网实训分析报告
基于zigbee的物联网实训报告
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学生实习报告 实习类型： 学号： 学生姓名： 指导教师： 专业班级： 院（部）： 2016年12月31日
填写说明 1.该实习报告适用于本校全日制本科生的各类实习教学活动。 2.实习类型应严格按照教学任务规定的名称填写。 3.实习报告装订顺序为：封面、填写说明、实习成绩评定表、实习报告正文。 4.实习报告正文应包含以下内容： ①实习目的 ②实习单位概况 ③实习内容及过程 ④实习总结及体会 要求实习报告内容详实、条理清楚、重点突出、逻辑性强，着重写出对实习内容的分析与总结、体会和感受，特别是自己所学的专业理论与实践的结合与对照。
实习成绩评定表 学生姓名：学号：专业班级： 指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年月日
实训报告正文 一、实训目的: 1.了解物联网的概念及应用； 2.了解无线传感网络的概念及应用； 3.掌握基于Zigbee的无线传感网络的设计； 4.学习并使用CC2530核心板； 5.通过进一步学习掌握物联网相关知识； 二、实训原理简述: 1.物联网的概念: 物联网的概念最初在1999年提出：即通过射频识别（RFID）(RFID+互联网）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。 物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。其在2011年的产业规模超过2600亿元人民币。构成物联网产业五个层级的支撑层、感知层、传输层、平台层，以及应用层分别占物联网产业规模的 2.7%、22.0%、33.1%、37.5%
绿色物联网：需求、发展现状和关键技术
综述 从物联网的概念提出至今，政产学研用各界大力投入物联网的研究和建设工作中。当前，物联网主要集中在传统的技术设计和行业应用方面，作为信息技术产业的重要组成部分，其建设和发展必然受到能源和成本问题的制约，绿色节能也是目前关注较少的一个领域。为从根本上理清物联网目前存在的能耗问题，为建设高能效的绿色物联网提供理论依据，本文首先介绍了绿色物联网的基本概念，对绿色物联网的发展进行了分析，然后根据物联网的发展需求，结合我国物联网的发展现状，对当前绿色物联网各层的能耗构成进行了具体分析，总结了产业界和学术界在绿色物联网方面的推动工作；同时以物联网的层次关系为出发点，对绿色物联网各层的绿色节能和能效优先设计技术进行了深入分析和梳理，然后结合物联网层次关系给出了当前研究界对绿色物联网研究的各个环节的主要技术，最后对绿色物联网的未来发展进行了总结和展望。 关键词 物联网；绿色通信；能耗；能效 绿色物联网：需求、发展现状和关键技术* 张 兴，黄 宇，王文博 （北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室无线信号处理与网络实验室（WSPN ）北京100876） 摘要 1前言 物联网近年得到政产学研用社会各界的极大关注，美 国权威咨询机构Forrester 预测[1]，到2020年，全球物物互联的业务跟人与人通信的业务相比，将达到30∶1，因此物联网被称为下一个万亿级的通信业务。自1999年美国移动计算和网络国际会议提出物联网的概念以来，物联网的研究已经经过了十几个年头。2009年8月7日，国务院总理温家宝在视察中国科学研究院嘉兴无线传感网络工程中心无锡研发分中心时，提出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，并且明确要求尽快建立我国的传感信息中心，称为“感知中国”。在关注物联网技术发展的同时注意到，整个物联网的能耗问题日益突出，绿色物联网的需求越来越迫切。为了避免以往“先发展，后治理”的错误行业误区，适应“绿色通信”的发展趋势，减小 通信行业发展对生态环境的压力，在大力发展物联网的同时，提前做好绿色物联网的相关研究工作，对我国物联网未来的健康发展具有重要的指导意义。 绿色物联网，一般指节能减排，减少环境污染、资源浪费以及对人体和环境有危害的新一代物联网设计理念，通过对网络设备进行改造、优化并引入新技术，以达到降低能耗的目的，最终实现人与自然的和谐相处，实现可持续发展。 2物联网的绿色发展需求 作为最大的发展中国家以及第二大能源消费国，并且 从目前情况来看，通信行业已经成为耗电大户，排在全国各行业的第12位[2]。巨额的用电成本不仅阻碍了行业的发展，也意味着碳排放量的大幅度升高。 物联网作为一种全新的网络形态，除包括无线传感器网络之外，还包括无线/有线接入网、IP 核心网以及大型计算处理管理平台，几乎包含ICT 产业的各个领域，庞大的 *国家“973”计划基金资助项目（No.2012CB316005），国家自然科学基金资助项目（No.61001117，No.U1035001）96
物联网关键技术的理解和比较
物联网关键技术的理解和比较 朱凌亮 B13111028 目录 第一章：物联网关键技术的简介 第二章：物联网的发展过程 第三章：物联网关键技术之感知技术 第四章：物联网关键技术之网络通信技术 第五章：物联网关键技术之数据融合与智能技术第六章：物联网关键技术之纳米技术 第七章：物联网现存问题 第八章：物联网的发展前景
物联网关键技术的简介 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，是新一代信息技术的重要组成部分，近年来发展迅速，具有广 阔的应用前景。作为动态的全球网络基础设施，它的根本是物与物、人与物之间的信息传递 与控制。物联网技术是一项综合性的技术,涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的 全过程，其关键在于传感器和传感网络技术的发展和提升，根据侧重点不同物联网技术的划 分标准也不同，国际电信联盟的报告分为四大关键性技术：感知技术、网络通信技术、数据 融合与智能技术、纳米技术。 物联网是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、 工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”的，如贴上RFID的各 种资产、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线/有线的长距离/短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成、以及基于云计算的SaaS 营运等模式，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、 预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等 管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。 从1999年Ashton教授在研究RFID时最美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(Internet of Things)这个词，2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟正式 提出了物联网的概念，到现如今各国政府重视下一代的技术规划，纷纷将物联网作为信息技 术发展的重点。IBM更是提出“智慧的地球”的最新策略，并且希望在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，从而带动经济的发展和社会的进步，希望以此掀起“互联网”浪潮之 后的又一次科技产业革命。 一般而言，可以将物联网从技术架构上来分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层 由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、 二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳 鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体， 采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平 台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联 网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。 技术的发展与进步促成了物联网的快速发展，而其中的关键技术对物联网更是具有不同凡响 的影响和意义。 物联网的发展过程 1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。 1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。 1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网，但未引起广泛重视。 1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大变化。 2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生2004年 日本总务省（MIC）提出u-Japan计划，该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接，希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的
物联网的关键技术汇总
物联网的关键技术 摘要 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，是新一代信息技术的重要组成部分，近年来发展迅速，具有广阔的应用前景[1]。作为动态的全球网络基础设施，它的根本是物与物、人与物之间的信息传递与控制。物联网技术是一项综合性的技术,涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的全过程，其关键在于传感器和传感网络技术的发展和提升，根据侧重点不同物联网技术的划分标准也不同，国际电信联盟的报告分为四大关键性技术：标签物品的RFID、感知事物的传感网络技术、思考事物的智能技术、微缩事物的纳米技术[2]。本文首先介绍这些技术的基本原理和发展，并就其中的几个核心技术进行详细的认识和探究,同时分析技术应用背后面临的问题和挑战，为物联网的发展提出更具前瞻性的建议。 关键词：物联网关键技术 RFID
Abstract The Internet of things is a based on the information such as the Internet, the traditional telecommunication network bearer, so that all can be independently addressable ordinary physical objects to achieve interoperability of networks is an important part of the new generation of information technology, the rapid development in recent years, with a broad Prospects. As a dynamic global network infrastructure, it is simply the transmission of information and control things and things, between persons and things. Things technology is an integrated technology, covering the information obtained from the transmission, storage, processing until the whole process of the application, the key lies in the sensor and sensor network technology development and promotion, according to the different focus of networking technology different criteria for the classification, the International Telecommunication Union report is divided into four key technologies: label items RFID, sensor network technology perceive things, think about things smart technology, miniature things nanotechnology. This paper describes the basic principles and development of these technologies and a detailed understanding and exploring on a few of the core technology, and analyzes the problems and challenges facing the technology behind the application, put forward more proactive proposals for the development of things. Key words：Web of Things，key technology，RFID
物联网的发展及其关键技术介绍
物联网的发展及其关键技术介绍
1. 物联网基础 ● 1.1物联网的定义及发展历程 ●物联网的概念于1999年提出，它的定义是：利用二维码，射频识别【RFID】， 各类传感器等技术设备，使物体与互联网等各类网络相连，获取无处不在的信息，实现物与物。物与人之间的信息交互，实现信息基础设施与物理基础设施的全面融合，最终形成统一的智能基础设施。 ●1999年，麻省理工学院实验室提出物联网概念，即把所有物品通过射频识别等信 息传感设备与互联网连接起来，实现智能化管理。 ●2004年，日本提出u-japan计划，希望将日本建设成一个任何时间，任何地点， 任何人都能上网的环境。 ●2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟【ITU】指出，无 所不在的“物联网”通信时代即将到来。射频识别【RFID】，传感器技术，纳米技术，智能嵌入式技术将得到广泛应用。 ●2008年，IBM提出“智慧的地球”概念，即“互联网+物联网=智慧的地球”，以此作 为经济发展战略。 ●2009年，我国国家领导人在无锡微纳物联网工程技术研究中心视察并发表讲话， 表示中国要抓住机遇，大力发展物联网技术。
1.2 物联网与互联网的关系 物联网可用的基础网络有很多，其中互联网通常最适合作为物联网的基础网络，特别是当物物互联的范围超出局域网时。因此物联网的核心和基础目前任然是物联网，是在互联网基上延伸和扩展的网络。下表具体描述了互联网与物联网的比较。
1.3 运营商与物联网 完整的物联网产业链如图1-1所示，包括政府部门，科研院所，芯片生产商，终端生产商，系统集成商以及电信运营商等环节，涵盖了从标识，感知到信息传送，处理以及应用等方面。整个产业链的核心是芯片生产商，终端生产商，系统集成商以及电信运营商。
物联网关键技术及其应用
科技资讯 2017 NO.17 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION7 科 技 前 沿 1 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 当代社会的快速发展,带动了信息行业、通信行业的进步,充分提高了当下社会大众信息交流沟通的能力,随时随地的信息交换模式已经突破了传统的时间、空间限制,逐渐成为未来信息传输的主要形式。物联网借助传感设备、计算机网络等将信息通讯连接起来,并借助智能控制、定位识别等实现了监管功能。物联网的基础是已经发展成熟的互联网体系,是建立在互联网之上进行的信息扩展建设。物联网的主要应用技术在于智能感知、信息交换、通信识别。物联网中需要加强射频识别装置、感应设备、定位系统的分析,将对应互联网与相关设备信息合理连接,从而实现综合化管理的控制。 1 物联网概述 1.1 互联网与物联网的关系 一般状况下,物联网可看作是互联网的扩展升级,其应用基础仍是互联网。但是前者更加具有智能化、全面化、自动化的特点,可充分实现智能化连接,保证信息的传输不会受时间、空间的限制。人和人之间的交流沟通,一般借助互联网实现,是虚拟和实际生活的桥梁;而物联网连接属于人与物、物与物之间的连接,是现实世界和理论世界的连接。1.2 架构分析 物联网处理问题需要经过三个过程:全面感知、可靠传输、智能计算,与此相对应我们可以将物联网分为三层,分别是用于相关数据感知的感知层,用于传输数据的网络层和进行信息处理的应用层。 感知层是物联网的基础层次,位于三层结构中的最底层,用于识别物体、采集信息,是联系物理世界与虚拟信息世界的纽带。该层的主要特点是:嵌入智能、标识感知、协同互动。为了实现物联网的感知能力,需要加强对感知层的重视,作为信息获取、感知并汇聚的主要设备,感知节点十分重要,对数据传输、终端形态的展现具有重大影响,如M2M终端、RFID终端、传感器、网关要求等。 2 物联网关键技术分析 2.1 RFID技术 RFID(Radio Frequency Identification)技术是构建“物联网”的关键技术,也叫射频识别技术,属于非接触的自动识别技 DOI:10.16661/https://www.360docs.net/doc/cd17296040.html,ki.1672-3791.2017.17.001 物联网关键技术及其应用 刘冠秀 (商丘师范学院信息技术学院 河南商丘 476000) 摘 要:计算机时代带动了物联网技术的发展。作为信息行业发展的必然趋势,物联网由于自身的突出优势,已经受到各界人士的关注。该文对物联网的关键技术及其重要性进行了探讨,指出了其现存问题,并总结了物联网的相关应用和未来的发展前景。关键词:物联网 关键技术 网络融合 智能控制中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)06(b)-0001-02 术,借助射频信号对对象的相关数据进行整合,进而实现对象识别、数据获取等目的,该技术主要用于控制、检测和跟踪物体。为了合理区分不同的物体,需要加强对各个对象的编码落实,对应各个对象的编码需要保证具有针对性、唯一性。需要引起注意的是特殊物品对ID的安全性、隐私性等方面均有严格要求。 RFID系统包括RFID标签、RFID读写器、RFID系统软件、RFID中间件、后台应用程序。实际上,RFID系统就是RFID读写器与RFID标签之间用无线电频率进行通信的无线通信系统。RFID标签是信息的载体,应置于要识别的物体上或者由个人携带;RFID读写器可以具有读写功能,不过一般取决于系统所用的RFID标签的性能;RFID系统软件是在标签和读写器之间进行通信所必需的功能集合;中间件属于读写装置和后台处理之间的软件,借助该部分设备可充分连接RFID软件和后台系统;经由标签发出对应指令,经读写器、中间件处理后形成标准数据。借助该系统可充分实现对设备、物体的定位、控制、跟踪、检测等方面需求。2.2 无线传感技术 传感网络技术作为信息获取的重要核心技术,以其自动识别、安全可靠和可以动态跟踪的特点,实现真正物与物对话的应用。它是一种包括多个节点形成的无线系统,需要借助固定设备进行支撑、部署处理,可避免传统有线网络的束缚。无线传感技术中,单个节点可以进行环境感应,经本地信息处理、无线信息发射可以实现对数据的有效控制处理。一般射频发射频率较低,单个节点的传输中需要考虑距离影响。2.3 中间件技术 中间件是连接两个独立的应用程序或独立系统的软件或服务程序,用于管理计算机资源和网络通信,它能使相连接的系统即使拥有不同的接口仍然能相互交换信息,具有屏蔽系统异构性的作用。目前,物联网中的中间件技术有RFID中间件、嵌入式中间件、M2M中间件等,其中最具代表性的是RFID中间件。 RFID中间件扮演RFID标签和应用程序之间的中介角色,从应用程序端使用中间件所提供的一组通用的应用程序接口(Application Programming Interface,API),即能读取RFID标签数据。RFID中间件是一种面向消息的中间件(Message-Ori-ented Middleware,MOM),信息(Information)是以消息(Message)的形式从一个程序传送到另一个或多个程序。信息可以
物联网的关键技术及特点原稿
目录 物联网的关键技术及特点 (2) 一切皆可感知 (2) 1.物联网的简介 (2) 1.1物联网定义 (2) 1.2物联网的体系结构 (3) 2.物联网发展历程 (4) 2.1物联网在国外的发展状况 (5) 2.2物联网在我国的发展状况 (5) 3. 相关的技术和平台 (6) 3.1 射频识别（RFID） (6) 3.1.1 什么是RFID技术 (6) 3.1.2 RFID的分类 (6) 3.1.3 RFID的组成部分 (6) 3.1.4 RFID的工作原理 (6) 3.2 红外感应器 (7) 3.3全球定位系统（GPS） (7) 3.4 激光扫描器 (7) 3.5 EPC (8) 3.6 因特网技术 (8) 3.7 实体标记语言（PML）开发技术 (8) 3.8 传感器网络技术 (8) 3.9 嵌入式技术 (8) 3.10 信息安全技术 (9) 4 .WSN（无线传感器网络） (9) 4.1.1WSN 定义 (9) 4.1.2无线传感器网络的体系结构 (10) 谢词 (10) 参考文献 (10)
物联网的关键技术及特点 一切皆可感知 有线电视工程技术专业 08级02班指导教师：刘英霞 内容提要:物联网前景非常广阔，它将极大地改变我们目前的生活方式。物联网把我们的生活拟人化了，万物成了人的同类。在这个物物相联的世界中，物品能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。物联网利用射频自动识别（ＲＦＩＤ）技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别和信息的互联与共享。可以说，物联网描绘的是充满智能化的世界。 关键词:物联网; M2M; RFID; 信息交换; 智能识别 The key technology and things networking features Everything is perceived Cable TV in professional of engineering and technical level 02 2008 tutor: LiuYingXia class Abstract: content networking, it will be very broad prospect greatly changed our current lifestyle. Our life thing networking humanoid, everything became one of the same kind. In this thing the world, associated content items "exchange" to each other, without human intervention. Content networking using rf automatic identification (RFID) technology, through the computer Internet realize articles) automatic identification and the Internet and sharing information. Can say, the thing networking is a description of the world full of intelligence. Keywords: content networking; M2M; RFID; Information exchange; Intelligent identification 1.物联网的简介 1.1物联网定义
基于ZigBee的物联网智能家居系统
ZigBee ,, ( 510642) ARM LC1813/Internet CC2530Zigbee Windows ZigBee TP393 A The Design Of Internet Of Things Smart Home System Based On ZigBee Li Yu,WangWeixing,Chen Runze (Electronic Engineering College of South China Agricultural UniversityGuangdong Guangzhou 510642 China) Abstract Put forward a networking intelligent home systemthe system has ARM microprocessor S3C6410 as the core by client / server modethrough Internet LAN and wireless LAN access to the public network within the family by CC2530 wireless transmission chip ZigBee wireless network to household appliances and other monitoring devices are connected together to form a wireless home network o monitor the internal or electrical equipment through the mobile client and windows client the actual test results show that network system is convenient and stablecan reach the network smart home system general requirements Keywords Internet of things Embedded system Smart home ZigBee ZigBeeRFIDGSM/GPRS Zigbee Windows 1 13 Zigbee 1 ARM Zigbee/ I/O Zigbee Zigbee Zigbee Zigbee Zigbee Zigbee/ 201410564021 DOI:10.16520/https://www.360docs.net/doc/cd17296040.html,ki.1000-8519.2016.05.035
物联网行业五大关键技术
物联网行业五大关键技术 物联网已经成为近几年的热门话题，目前的发展情况也是非常好，特别是在智慧城市、工业、安防、交通等领域，都取得比较不错的成就。我们在要求物联网实现越来越多功能的同时，其相关技术的难点也越来越高。 要推动物联网产业更好地发展，必须从低功耗、高效率、安全性等方面出发，以下几项关键技术的应用变得更加重要、更加严格。 RFID射频识别技术 它是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。它相当于物联网的“嘴巴”，负责让物体说话。RFID射频识别技术主要的表现形式就是RFID标签，它具有抗干扰性强(不受恶劣环境的影响)、识别速度快(一般情况下<100ms即可完成识别)、安全性高(所有标签数据都会有密码加密)、数据容量大(可扩充到10K)等优点。主要工作频率有低频、高频以及超高频。 目前在许多方面都有其应用，例如仓库物资/物流信息的追踪、医疗信息追踪、固定资产追踪。该技术发展涉及的难点问题是：如何选择最佳工作频率和机密性的保护等，特别是超高频频段的技术应用还不够广泛，技术不够成熟，相关产品价格昂贵，稳定性不高，国际上也没有制定统一的标准。 传感器技术 它能感受规定的被测量，例如温湿度、电压、电流，并按照一定的规律转换成可用输出信号。它相当于物联网的“耳朵”，负责接收物体“说话”的内容。例如应用于生活中空调制冷剂液位的精确控制、数字医疗捕捉电压信号等。
其技术难点在于恶劣环境的考验，当受到自然环境中温度等因素的影响，会引起传感器零点漂移和灵敏度的变化。同时，传感器的安装方法也要注意，考虑如何克服横向力等问题。 无线网络技术 当物体与物体“交流”的时候，就需要高速、可进行大批量数据传输的无线网络，无线网络的速度决定了设备连接的速度和稳定性。若无线网络的速率太低，就会出现设备反应滞后或者连接失败等问题。 目前，我们使用的大部分网络属于4G，4G给通信市场带来的变革是十分巨大的，但是在我们即将面世的5G面前都不算什么，据悉，5G的峰值理论传输速度可达每秒数10Gb，可以说一部超高清画质电影可在1秒之内下载完成，5G作为第五代移动通信技术，将把移动市场推到一个全新的高度，而物联网的发展也因其得到很大的突破。 我国工信部早在2015年底积极部署并推动5G单点测试技术，力争在2020年实现5G网络的商用。 人工智能技术
基于zigbee的物联网实训报告.docx
基础会计学习题集及答案 一、单选题（共120题） 1.如果某项经济业务只引起资产类内部项目或负债类内部项目之间增减变动的，其结果是( A )。 A、不影响资产或负债总额 B、既影响资产总额，也影响负债总额，使二者发生等额变动 C、只引起资产总额发生变动 D、只引起负债总额发生变动 2.下列费用不应计入产品成本，而应列作期间费用的是（ D ）。 A、直接材料费用 B、直接人工费用 C、车间间接费用 D、厂部管理部门费用 3.在会计核算的基本前提中，确定会计核算空间范围的是 ( A )。 A、会计主体前提 B、持续经营前提 C、会计分期前提 D、货币计量前提 4.假设某企业本月支付厂部行政人员工资30 000元，预支厂部半年(含本月)修理费2 400元，支付本月生产车间保险费6 000元，计提厂部固定资产折旧费600元。据上述资料，该企业本月管理费用发生额为( D )元。 A、30 600 B、33 000 C、31 000 D、39 000 5.汇总原始凭证与累计原始凭证的主要区别点是( B )。 A、登记的经济业务内容不同 B、填制时期不同 C、会计核算工作繁简不同 D、填制手续和方法不同 6.银行对账单余额为96 000元，银行已收、企业未收的款项为6 000元，企业已收、银行未收款项为8 400元，企业已付、银行未付款项为6 400元，则调整后银行存款余额为( A )元。 A、98 000 B、92 000 C、94 000 D、102 000 7.某企业某日向甲公司同时购入A、B两种材料，A材料2 000公斤，单价100元，买价200 000元，增值税额34 000元；B材料1 000公斤，单价50元，买价50 000元，增值税额8 500元。用银行存款支付了A、B两种材料的共同运费及保险费等运杂费 1 500
基于ZIGBEE的智能窗帘控制系统
基于Z I G B E E的智能窗 帘控制系统 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
河南科技学院 2015-2016学年第二学期期终考试 无线传感器网络 题目：基于ZIGBEE的智能窗帘控制系统 专业班级： 成员：（包括学号、姓名） 教师：曲培新 完成时间：
目录
1.需求分析 基于 Zigbee技术的智能窗帘控制器作为物联网智能家居中的核心部分，可以大大提高智能家居系统给用户带来的体验度。它可以定义为一个过程或者一个系统，通过无线传感器网络技术、射频识别技术等，将物理世界中的实体连接到因特网上，从而实现智能识别和管理。在物联网环境下，人们可以通过各种设备全天候获得特定服务。不仅仅是通过个人电脑，那些连接到互联网的智能终端也可以方便地为人们提供信息和执行决策。作为物联网的典型应用，智能家居业务发展备受瞩目。智能家居可以让用户有更便捷的方式来管理家用设备，使多个设备形成联动；而且，智能家居中的各个设备可以相互间通信，在没有用户指挥的时候也能根据不同的状态互动的运行，从而为用户带来更高效、舒适、方便和安全的家居环境。【前人研究进展】以往的智能家居系统以及各类智能传感模块都PC 为控制心，采用有线的方式连接。每次安装智能家居系统都需要做大量的布线工作。随着我国物联网进发展的快车道，Zigbee正逐步被国内越来越多的用户接受，并在部分智能传感器场景应用。简单的说，Zigbee是一种高可靠的无线数传网络，类似于 CDMA 和 GSM网络。Zigbee数传模块类似于移动网络基站，通讯距离从标准的75m 到几百米、千米，并且支持无限扩展。Zigbee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、高速率、低成本的双向无线通讯技术，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间的数据传输以及典型的有周期性、间歇性和低反应时间数据传输。基于Zigbee技术的物联网智能家居系统与以前的主机式集中控制系统的最大区别是采用基于Zigbee组网通信方式，省去了复杂、困难的布线工作，降低了成本，实现了家居的智能化。【本研究切入点】以嵌入式家庭网关为核心，采用基于Zigbee无线方式对系统中的各类智能模块进行通信。【拟解决的关键问题】基于基于Zigbee技术的智能窗帘控制系统作为智能家居的有机组成部分，在其中加入基于Zigbee模块，使得该智能窗帘控制系统可以和整个智能家居系统组成一个网络，达到对家庭窗帘环境的全天候、多手段的监视和控制 2. 总体设计 CC2530是用于、ZIGBEE和RF4CE应用的一个真正的片上系统（SOC）解决方案。它能够以非常低的总的材料成本建立强大的。CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能，业界标准的增强型8051 CPU，系统内可编程闪存，8-KB RAM 和
2020年Zigbee物联网平台应用与规划
物联网服务平台及应用——Zigbee设备的广泛应用 上海汉创科技有限公司
目录 1 业务描述 (4) 1.1 基本描述 (4) 1.2 应用领域 (5) 1.3 技术特点 (6) 1.4 商业模式及主要客户 (8) 2 产品/服务 (12) 2.1 服务平台 (12) 2.1.1 概述 (12) 2.1.2 基本功能 (14) 2.1.3 产品优势 (14) 2.2 关键设备 (16) 2.2.1 Zigbee网络设备 (16) 2.2.2 数据收集器 (20) 2.2.3 内置短距离传输模块 (24) 2.2.4 通信服务网关 (25) 2.2.5 网管系统 (26) 2.3 应用服务方案 (27) 2.3.1 服务专用应用方案 (27) 2.3.2 服务共享应用方案 (30) 3 行业应用 (31) 3.1 行业应用 (31) 3.1.1 物联网在农业中的应用 (31) 3.1.2 物联网在工业中的应用 (32) 3.1.3 物联网在服务产业中的应用 (33) 3.2 容量分析 (36) 4 市场竞争和营销策略 (37) 4.1 市场竞争环境分析 (37)
4.2 公司核心竞争力 (37) 4.3 市场竞争策略 (38) 4.3.1 市场定位 (38) 4.3.2 销售策略 (38) 4.3.3 营销模式 (39) 5 风险分析与防范 (39) 5.1 风险分析 (39) 5.1.1 技术风险 (39) 5.1.2 市场风险 (40) 5.1.3 竞争风险 (40) 5.2 规避对策 (40) 5.2.1 技术风险规避 (40) 5.2.2 售后服务风险规避 (40) 5.2.3 竞争风险规避 (41) 6 人员配置 (41) 7 项目首批资金需求 (42) 8 成长与发展 (42)