ZigBee无线通信技术及其应用研究
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摘要：本文探讨了Beige无线通信技术的基本原理，分析了ZigBee无线通信技术的特点，研究了ZigBee无线通信技术的应用。
关键词：ZigBee无线通信技术;特点;应用
中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）03-0020-01
0 引言
随着网络和通信技术的不断发展，关于无线通信的需求日益漸增，人们更青睐于短程、廉价、低速的无线通信技术。现阶段，无线通信技术可以说是美中不足，发展速度快，但也有很多缺点，比如：高成本，信号传输能力差。而随着一种新的无线通信技术的出现，这些问题则迎刃而解，其不仅容量高，而且安全性能极佳，这也就是“ZigBee”技术[1]。无论现在还是将来，这项技术都有着非常重要的价值，应用范围广泛。
1 Beige无线通信技术的基本原理
ZigBee技术的基本原理：其主要是利用距离相对较短、能够在短时间内实现使用者之间相互进行通信的目的。ZigBee无线通信技术的安全性、组网能力、软件寻址等技术都是建立IEEE颁布的802.15.4无线标准基础上。对于承载数据流量较小的业务，使用ZigBee无线通信技术尤为合适，其不仅可以支持地理定位功能，而且能够嵌入各种设备。ZigBee具有极高的兼容性，所兼容的设备一般具有网状的拓扑结构，这进一步扩大单个节点传输范围，有利于进行市场定位，即工业、家庭以及医学等领域均可应用无线通信。
2 ZigBee无线通信技术的特点
2.1 传输可靠性高
ZigBee的传输能力很高，原因在于其使用了CSMA-CA技术，是的数据在传输的过程中减少了冲突。且无论网络传输量高或低，也基本很少出现冲突，这同时促进了整个网络的流通性，以及流通量大增，因此确保了网络数据传输的可靠和稳定。
2.2 网络容量较大
简单来说，ZigBee主要有星型、簇状性和网状性这三类拓扑结构。每种拓扑结构各不相同，但值得注意的是，其主节点所能管理的子节点，最多不超过255个，且都是逐层管理的，最终可以构成大约68000个节点的超大型网络，因此ZigBee技术的网络容量非常大。
2.3 安全性能佳
ZigBee无线通信技术主要利用了数据包完整、科学、可靠的检测性能，做到功能三位一体：识别、支持认证以及签权，同时也对AES-128加密型算法加以应用。基于此，ZigBee无线通信中的所有软件、应用能够快速、安全的对自身进行认证，安全使用。另外，其内部还致力于降低摩擦的可能性，留有足够的空间，方便后续软件扩充以及其他项目的安装，很大程度上也减少了流量冲突。
2.4 成本极低
可以说，ZigBee无线通信技术的超低生产成本，是其能够快速发展和普及使用的重要原因。生产一个常规ZigBee模块，其只需要45元的成本，而且其自身无线通信技术的协议等都是不需要任何成本投入的。正因为低成本的优势，ZigBee技术在市场上拥有超高的占有率和覆盖率。
3 ZigBee无线通信技术的应用
3.1 医院通信传输和医疗监控
一般来说，医院建设良好的通信传输和医疗监控网络显得尤为重要。第一，为了协助护士更加高效的监察患者的动态以及医生信息，必须建立一个数据管理中心，并且将这个数据管理中心设置在医院的护士值班处。与此同时，为了连接和汇集来自整个医院的信号与所有病房的信息，实现无线网络数据的传输，必须要在数据管理中心设置一个ZigBee无线网络的中心节点。在患者身上加设一个监护器，有利于实现对患者的动态监督，医院也能再患者发生严重的身体情况时，接收到来自ZigBee无线路由器传输出的警报信息，做到第一时间处理和救治，高效便捷，这也是前所未有的重大突破。另外，患者的病床旁还应设置一个ZigBee的呼叫器或监护器。如有需要，患者可以按下传呼器，其通过ZigBee无线网络，将数据及时传送到值班地点的数据管理中心，值班医护人员因此能够及时留意到呼叫信息并予以回应[2]。
3.2 城市轨道交通行业
当前，在大城市中，城市轨道交通非常普遍和常见，其极大的缓解了整个城市的交通紧张，尤其是分担了道路交通的压力。通常来说，列车行驶的安全性，与轨道交通中使用的设备与自身运行的情况有着很大的关系。因此，开展相关监测的工作，能够有效的规避事故风险的发生。而ZigBee无线通信技术是目前监测工作最为常见的工具，其有着耗能低，而且低成本的优势。除此之外，考虑到ZigBee无线通信技术自身的特点，偏向于短距离通信，因此必须要与传输速率较高的远距离通信技术相结合，有利于更好的实行监测。之所以，ZigBee无线通信技术与GPRS技术通过两者相结合，在轨道交通列车的监测中，实现了较远传输距离、低成本、高安全性的列车实时监测。
3.3 智能家居无线控制网络
随着经济的快速发展，人们对于生活质量的要求越来越高，这一点在对智能家居方面尤为显著，因此也推动了智能家居的发展。与此同时，ZigBee无线技术在现代智能家居无线网络控制中发挥了重要的作用[3]。
首先，无线网络的构建主要是建立在现代互联网的基础之上，随着当前建筑面积变大，这产生了距离上的问题亟待解决，而采用ZigBee无线控制技术则可以有效解决此问题。若要在家中设立好ZigBee无线控制网络，设立好ARM型的家庭网络控制开关是第一步，这样才能有效控制家电。其次，为了实现所有家电和中心网络控制开关的有效连接，进而实现所有数据的传送，必须要找到合适的位置，然后在此安装一台ZigBee无线网络路由器。而且ZigBee无线板块必须要连接所有家电终端设施入，这样才能在整个无线网络中实现数据的相互交换。每个家电终端的操控系统完全能够和中心网络控制系统相联合，此外，同时也可以实现遥感控制系统的单独设立，例如，空调的开关、热水器的开关等，在ZigBee无线控制网络未出现的时候，这些都是难以想象的。
3.4 物流系统
随着互联网时代的到来，网络市场交易变得极其普遍，当前的物流系统也需要无线信息技术作为支持。传统的通信技术已无法满足，而ZigBee无线通信技术则很好弥补传统技术的缺陷，其可以有效确保物流行车与总部之间的信息传输。在传输过程中难免会受到一些外界干扰，但ZigBee无线通信技术具有极高的安全性和稳定性，确保网络输送不受影响。除此之外，考虑到仓储物流中行车的具体地理位置并非是固定不变的，所以ZigBee无线通信技术能够确保数据间的传输具有更高的灵动性。
4 结语
综上所述，相比于传统网络技术，ZigBee无线通信技术的优势更为显著。除了能耗少、造价低，而且数据传输安全快速，现如今该技术在我们的生活生产中有着广泛的应用。由此能够看出，ZigBee无线通信技术的市场前景非常可观，相信在时代的发展下，智能ZigBee无线通信网络会得到更多的应用。
参考文献
[1] 陈展.短距离无线通信关键技术及应用发展前景[J].科技传播，2013（22）：200-201.
[2] 刘传忠.ZigBee无线通信技术及其应用研究[J].通讯世界，2017（16）：86.
[3] 秦贤明.基于ZigBee的无线通信技术及其应用[J].中国新通信，2014（19）：65-66.
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