ZigBee無線技術實現智能家居
閱讀：1459發布時間：2011-10-12
ZigBee為目前市場上相當受到重視的無線通訊技術之一，而這項技術的特點及優勢也便于實現智能家居中的各項應用，本文特別從其技術面為您細細分析，讓您了解ZigBee技術如何實現智能家居的遠景!
智能家居的概念至今已十余年，但目前在依舊無法普及的原因主要在于：解決方案價格昂貴、缺乏相關產品設備、基礎設施布建困難，與無明確共通標準遵循，以上幾點原因，大約可涵蓋智能家居至今無法成功的八成因素。傳統的智能家居大約可分為幾個應用領域：個人電腦、家庭影音娛樂、自動化控制、家庭安全、語音應用、網路通訊等。想像在一個未來的世界，你是一個獨居在外的單身貴族，在公司下班之前你撥了通，連線至家中的家庭網路伺服器，透過家庭網路伺服器下命令給連結在家庭網路中的各式設備，利用語音訊息傳達各種命令指揮每一種設備。于是，在你回到家后，家里的電燈已經點亮，冷氣、微波爐、烤箱等家用電器也已經依照指令正確運作，這就是數位網路家庭運作模式的寫照。
ZigBee技術介紹
ZigBee一般翻譯為群蜂技術，ZigBee一詞源自于蜜蜂（Bee），系因蜜蜂看似隨意在跳著字形舞，但實際上卻是將有花和蜂蜜所在地的訊息正確的傳達給其他蜜蜂。而ZigBee也具備相似的通訊能力，可以將訊息透過ZigBee網路傳遞給其他ZigBee裝置。ZigBee包含了兩種不同單位所制定的通訊規格，一個是由ZigBeeAlliance所主導的標準，定義了網路層、安全層、應用層以及各種應用產品的Profile;另外一個則是由IEEE所制定的IEEE802.15.4標準，定義了實體層以及媒體存取層。
ZigBee的應用市場依據ZigBeeAlliance所公布的應用市場范圍界定，以目前的市場趨勢來看，ZigBee在工業控制、建筑自動化兩方面大有斬獲，不論中國臺灣、大陸甚至于國外皆有部分案例發生;目前亦開始有廠商使用ZigBee來當作遠距醫療居家端的傳輸媒介，甚至于消費性電子亦開始有使用ZigBee來制作通用遙控器的趨勢，以目前的發展狀況來說，ZigBee已經漸漸上了軌道并趨勢穩定。
以安全的課題來看，ZigBee在標準中定義了以128bitsAES作為其加∕解密的演算法，以基本安全考量而言，ZigBee已經提供了zui安全的傳輸環境。針對無線傳輸方面的優勢，ZigBee可以取代目前傳統的控制傳輸方式，如傳統保全感測器大多以有線方式建置，感測器本身必須連接電源線與訊號線，而ZigBee本身具備無線傳輸、低成本、低耗電特性，因此可以*取代電源線與訊號線，這也是廠商愿意投入ZigBee應用市場的原因之一。
基于IEEE802.15.4的規格，ZigBeeAlliance定義網路層（NWK）、應用層（APS）與安全層（Security）規格。NWKzui重要的工作，在于負責網路機制的建立與管理，并具有自我組態路由路徑（SelfConfigure），以及自我修復路由路徑（SelfHealing）的功能。在NWK中，ZigBee定義了三種角色，*個是網路協調者（WPANCoordinator），負責網路的建立（WPANFormation），以及網路位置（NetworkAddress）的分配;第二個是路由器（Router），主要負責找尋、建立以及修復資料封包路由路徑（RoutingPath），并負責轉送資料封包，同時也具有網路位置的分配的能力;zui后一個是末端裝置（EndDevice），只能選擇加入別人已經形成的網路（WPAN），可以收送資料，但不能幫忙轉送封包（Routing）。
主動式RFID技術（ActiveRadioFrequencyIdentification）是一種以電池作為電力的來源，使辨識標簽能主動發射無線電波，并透過主動式讀取器讀取標簽內資訊，依據不同資訊進行不同應用。由于感應距離較長，比被動式RFID可靠度高，但是價格較為昂貴，且有電力上的考量，因此在實用上并沒有被動式RFID好。主動式RFID主要使用的頻率是433MHz及2.45GHz，而其讀取器的讀取距離zui遠可達到100公尺以上，可依據不同的條件，如考量便于人員攜帶、物品附著等因素，針對體積大小、材質與外形設計皆有不同考量，因此目前在市面上有許多不同的外形設計可供選擇。藍牙則是一種小范圍的無線通訊網路，由In、Nokia、Ericsson、IBM及Toshiba大廠組成了SIG小組，并由Ericsson主導，共同發起藍牙技術。在網路拓樸上，藍牙設備可以組成「點對點」和「點對多點」的無線連接，其工作頻段為2.45GHz，可提供電子元件在小范圍網路中，以無線的方式相互連結傳輸，每個元件zui多一次可同時連接另外七個元件。目前在家庭中的應用大多為藍牙的天下，不過由于藍牙價格還是偏高，加上電力消耗問題一直無法獲得解決，因此目前已經有許多廠商改以ZigBee取代藍牙裝置的趨勢出現。
智能化居住空間的領域
未來智慧化居住空間的發展策略方向，zui終目的是讓在此環境居住的人們，享有安全、健康、便利及舒適的生活品質，并配合資訊電子與通訊產業技術與平臺開發使得普及運算概念于智慧化居住空間或環境中實現。科技生活化的概念，其范疇包括智慧家庭、智慧建筑、智慧社區與智慧都市。在應用上短期將以安全監控、能源管理、健康照護為優先。簡單來說，智慧化居住空間可簡單分為三個領域：家庭與社區空間、辦公室與大樓空間及公眾環境空間。家庭與社區空間包含一般住宅，公寓、集合式大樓、獨棟住宅等;辦公室與大樓空間包含辦公室、辦公大樓等;公眾環境空間包含博物館、展覽館、購物中心、醫院、政府機關等。建筑物導入電子、電機、資訊、通訊及自動化等相關產業技術，建構主動感知及滿足使用者需求之生活空間，以創造安全、健康、便利、舒適、節能與永續的生活環境，這就是目前一般普遍對于智慧化居住空間的解釋。
智能家居方案選擇
作為一個標準的智能家居,需要覆蓋多方面的應用,但前提條件一定是任何一個普通消費者都能夠非常簡單快捷地自行安裝部署甚至擴展應用，而不需要專業的安裝人員上門安裝。一個典型的智能家居系統通常需要下列設備：
1、無線網關
2、無線智能調光開關
3、無線溫濕度傳感器
4、無線智能插座
5、無線紅外轉發器
6、無線紅外防闖入探測器
7、無線空氣質量傳感器
8、無線門鈴
9、無線門磁、窗磁
10、太陽能無線智能閥門
11、無線床頭睡眠按鈕
12、無線燃氣泄漏傳感器
以上是一個典型的物聯網智能家居系統，當然物聯網帶來的神奇之處在于你可以根據自身的需要自由組合或DIY，所有的安裝都不需要專業人員的參與，一個普通的消費者即可完成，而整過系統的安裝完成過程一般不超過半個小時，這也是物聯網型智能家居產品與傳統智能家居產品的一個重要區別。
南京物聯傳感技術有限公司簡介
南京物聯傳感技術有限公司是中國的物聯網設備和解決方案提供商。我們基于客戶需求持續創新，在物聯網傳感器、物聯網模塊、移動物聯網和云計算等幾大領域都確定了行業地位。憑借在物體感知、數據傳輸等領域的綜合優勢，公司已經成為物聯網時代的。目前，我們的產品和解決方案已經應用于多個物聯網重點示范項目，成為全國各地物聯城市建設的重要技術支撐力量。我們以讓人們感知真實的世界為愿景，運用各類傳感器，幫助不同地區不同行業的人們更加直接、自由、平等地獲取信息，消除各種信息偏差。為應對日益嚴重的氣候變化及各種地質災害，我們通過的低碳解決方案，幫助客戶用綠色環保的方式創造*的社會、經濟和環境效益，維護人類的長遠發展和安全。
