論文導讀：智能家居。近年來所涌現(xiàn)出來的一項新的無線通信技術——ZigBee技術將改變這種狀況。前景展望，ZigBee技術在智能家居系統(tǒng)中應用的思考。
關鍵詞：ZigBee，智能家居，前景展望
0 引言
智能家居，又稱為智能住宅（SMART HOME），是以住宅為平臺，利用綜合布線技術、自動控制技術、網(wǎng)絡通信技術、安全防范技術、音視頻技術將家居生活有關的設備集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。智能家居起源于上世紀80年代的美國，隨著我國人民生活水平的不斷提高，已經(jīng)有越來越多的廠商和個人開展了對智能家居的研究，并有各類相關產品問世。
傳統(tǒng)的智能家居更多的是通過有線的方式進行組建，比如常見的Ethernet、CEBus、X-10等，其中得到最廣泛應用的是X-10，主要是因為其相對低廉的價格和用戶可自行裝設的特點。發(fā)表論文，前景展望。CEBus的性能雖然高于X-10，但是由于售價較高而難以得到普及。Ethernet主要用于高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，用于家庭自動化控制則會受到電纜布線的限制。而日益興起的無線技術能否在智能家居領域占有一席之地并得到廣泛的應用呢？
和采用有線網(wǎng)絡的通信技術的智能家居產品相比較，無線技術解決方案最吸引人的地方是安裝布置的靈活性、低廉的安裝費用和在智能家居系統(tǒng)進行重新布置時的可移動性。盡管無線通信技術和有線相比較有明顯的優(yōu)勢，而且無線局域網(wǎng)技術和藍牙技術已經(jīng)在市場上獲得了巨大的成功，但無線通信技術在智能家居領域應用相對還是較少。這主要是因為目前沒有一項標準化的，獲得各廠商一致認可的無線通信技術適合在智能家居領域進行廣泛的推廣，而且現(xiàn)有的一些針對智能家居領域無線通信產品的價格偏高，導致無線通信技術在智能家居的應用停滯不前。隨著近年來人類在微電子機械系統(tǒng)（MEMS）、 無線通信、數(shù)字電子方面取得的巨大成就，使得發(fā)展低成本、低功耗、小體積、短通信距離的多功能傳感器成為可能。近年來所涌現(xiàn)出來的一項新的無線通信技術—— ZigBee技術將改變這種狀況。ZigBee技術產品以其低成本、低功耗、低傳輸速率、優(yōu)秀的組網(wǎng)能力，被廣泛認為將在未來的幾年中對智能家居行業(yè)產生重大的影響。
1 ZigBee技術介紹
ZigBee技術是建立在IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，美國電氣電子工程師學會）802.15.4基礎上的無線通信協(xié)議，它是一個短距離、低功耗協(xié)議，特別適合設計應用在小型的建筑物自動化設備中，比如溫度自動調節(jié)裝置、燈光控制設備、環(huán)境傳感器等。
2000年的12月，IEEE成立了IEEE 802.15.4工作組，致力于開發(fā)一種可應用在固定、便攜或移動設備上的，低成本、低功耗的低速率無線連接技術。2001年8月，美國霍尼韋爾等公司發(fā)起成立了ZigBee聯(lián)盟，他們提出的ZigBee技術被確認為IEEE 802.15.4標準。2002年，摩托羅拉、飛利浦和三菱等企業(yè)加盟ZigBee聯(lián)盟，06年中國的華為公司也加入了該聯(lián)盟�，F(xiàn)聯(lián)盟內有180多個成員企業(yè)，包括軟件供應商、系統(tǒng)集成商和終端產品商。2003年，IEEE 802.15.4標準獲得通過，并在2004年12月推出了ZigBee技術規(guī)范1.0版本。2006年，推出ZigBee 2006，比較完善。2007年底，推出ZigBee PRO。
ZigBee技術能夠在低功耗下提供短距離、低速的數(shù)據(jù)傳輸，使用普通干電池的ZigBee無線傳感器能夠持續(xù)運行2～3年的時間。發(fā)表論文，前景展望。發(fā)表論文，前景展望。另外ZigBee技術優(yōu)秀的組網(wǎng)能力使得它和其他無線通信技術在智能家居系統(tǒng)中的應用相比尤其具有無可比擬的優(yōu)勢。具體地分析，ZigBee技術有如下幾點優(yōu)勢：
�。�1）低成本，ZigBee技術是免協(xié)議專利費的，而且每塊芯片的價格大約為2美元左右。
（2）低功耗，在低耗電待機模式下，兩節(jié)五號干電池可支持1個節(jié)點工作半年至兩年時間甚至更長。發(fā)表論文，前景展望。
（3）低速率，ZigBee工作在20～250kbps的較低速率，在不同頻帶間分別提供250kbp(2.4GHz)、40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始數(shù)據(jù)吞吐率滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應用需求。
�。�4）短時延，ZigBee的響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點連接進入網(wǎng)絡只需30ms，進一步節(jié)省了電能。相對而言，WIFI需要3s，而藍牙則需要3~10s。
�。�5）大容量，ZigBee可采用星狀、樹狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡結構，由一個主節(jié)點管理若干子節(jié)點，最多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點，同時主節(jié)點還可由上一層網(wǎng)絡節(jié)點管理，最多可組成65000個節(jié)點的大型網(wǎng)絡。
�。�6）高安全性，ZigBee提供了三級安全模式，包括無安全設定、使用訪問控制列表(ACL)防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級加密標準(AES 128)的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。
基于上述特點可看出ZigBee主要應用于短距離范圍內并且數(shù)據(jù)傳輸速率不高的各種電子設備之間，其典型的傳輸數(shù)據(jù)類型有周期性數(shù)據(jù)（如傳感器數(shù)據(jù)）、間歇性數(shù)據(jù)（如照明控制）和重復性低反應時間數(shù)據(jù)等。因此ZigBee技術十分適合應用于智能家居系統(tǒng)之中。
2 ZigBee技術在智能家居中的應用前景
目前，ZigBee的開發(fā)以大廈自動化設備、產業(yè)、醫(yī)療及家庭自動化等領域為目標。尤其在自動儀表領域，ZigBee擁有很高的關注度。市場調研公司In-Stat預測，支持ZigBee及IEEE802.15.4的芯片組的合計供貨量到2011年將從06年的500萬個增至1億2000萬個。但在智能家居市場，由于競爭技術較多，ZigBee成為唯一標準的可能性很低，但因為自身的技術特點，發(fā)展前景還是值得期待的。另一家市場調研機構ABI Reserch對ZigBee技術持有非常樂觀的態(tài)度。該公司的一份預測數(shù)據(jù)顯示，2005年到2012年，ZigBee市場的年均復合增長率為63%，而到2012年ZigBee市場份額將達3.5億。目前國際上智能家居領域專家們的共識是，ZigBee技術在智能家居中的應用將不可阻擋，但是多種無線技術并存的局面將會持續(xù)比較長的時間，能否完全取代其它技術，成為智能家居領域的首選，還要多方面的共同努力，進一步完善技術，加快標準化的腳步。發(fā)表論文，前景展望。
3 結束語
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，智能家居的數(shù)量也會越來越多，Zigbee技術與智能家居系統(tǒng)的結合有著廣泛的應用前景，本文主要探討了該技術在智能家居系統(tǒng)中的應用，并對技術的應用前景做了展望。這種方式在現(xiàn)實生活中具有很強的應用性，相信在不遠的將來，會有越來越多由Zigbee技術延伸而出的設備投入應用，并將極大地改善我們的生活。發(fā)表論文，前景展望。需要關注的一個問題是，雖然目前我國智能家居中所使用的系統(tǒng)及產品大多被國外的大公司所壟斷，但是ZigBee技術的出現(xiàn)將給我國開發(fā)自主的具有世界先進水平的智能家居系統(tǒng)及產品提供一個嶄新的契機。
參考文獻
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