1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用智能家居第第7章章 ZigBee技術(shù)在智能家居中技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用的應(yīng)用機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用2本章要點(diǎn)本章要點(diǎn)了解ZigBee技術(shù)。熟悉ZigBee無(wú)線網(wǎng)關(guān)及其安裝調(diào)試。熟悉ZigBee智能終端產(chǎn)品與組網(wǎng)。熟悉CC2530芯片及其應(yīng)用。 2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用37.1ZigBee技術(shù)簡(jiǎn)介 7.1.1ZigBee概述 ZigBee技術(shù)是一種近距離、低功耗、低速率、低成本的雙向無(wú)線通信技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、

2、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。因此非常適用于家電和小型電子設(shè)備的無(wú)線控制指令傳輸。2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用4 7.1.2ZigBee特點(diǎn) ZigBee技術(shù)是一種無(wú)線連接技術(shù)，傳輸速率分別是250kbit/s(2.4GHz)、20kbit/s(868MHz)和40kbit/s(915MHz)。作為一種無(wú)線通信技術(shù)，ZigBee具有如下特點(diǎn)： 1功耗低，2成本低，3可靠性高，4時(shí)延短， 5網(wǎng)絡(luò)容量大，6安全性好，7有效范圍小， 8兼容性好2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用5 7.1.3ZigBee協(xié)議框架 ZigBee是一種低速短距

3、離傳輸?shù)臒o(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。ZigBee協(xié)議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體接入控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)、應(yīng)用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問(wèn)控制層遵循IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。而ZigBee聯(lián)盟對(duì)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和應(yīng)用框架進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，ZigBee協(xié)議框架如下圖所示。 2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用62022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用7 7.1.4應(yīng)用領(lǐng)域 ZigBee技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括家庭和樓宇網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制、公共場(chǎng)所、農(nóng)業(yè)控制、商業(yè)和醫(yī)療等。其應(yīng)用領(lǐng)域如下圖所示。2022-4-26第7章ZigBee

4、技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用82022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用9 7.1.5國(guó)際ZigBee聯(lián)盟 國(guó)際ZigBee聯(lián)盟是一個(gè)高速成長(zhǎng)的非盈利業(yè)界組織，成員包括國(guó)際著名半導(dǎo)體生產(chǎn)商、技術(shù)提供者、技術(shù)集成商以及最終使用者，其標(biāo)志如圖7-5所示。聯(lián)盟制定了基于IEEE 802.15.4，具有高可靠、高性價(jià)比、低功耗的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)格。該聯(lián)盟致力于在全球各地推廣ZigBee，使其能成為應(yīng)用于家用電器、能源、住宅、商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)先無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接、傳感和控制標(biāo)準(zhǔn)。2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用107.2ZigBee無(wú)線網(wǎng)關(guān) 7.2.1性能特點(diǎn) ZigBee無(wú)線

5、網(wǎng)關(guān)的產(chǎn)品較多，但主要功能相同，下面以南京物聯(lián)傳感技術(shù)有限公司的WL網(wǎng)關(guān)02型(局域網(wǎng))為例，進(jìn)行介紹。WL網(wǎng)關(guān)02型(局域網(wǎng))正面有6個(gè)指示燈，分別是：ZigBee網(wǎng)絡(luò)指示燈、ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)置燈、WiFi指示燈(此型號(hào)機(jī)沒(méi)有這指示燈)、以太網(wǎng)指示燈、系統(tǒng)指示燈和電源指示燈。背面有兩個(gè)按鍵和三個(gè)接口，分別是：SET(多功能)鍵、SYS(復(fù)位)鍵、以太網(wǎng)接口、MicroUSB接口、DC-5V電源接口。2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用117.2.2主要技術(shù)參數(shù) WL網(wǎng)關(guān)02型(局域網(wǎng))的主要技術(shù)參數(shù)如下： 通信方式：IEEE802.15.4(ZigBee) 通信距離：

6、1000m(可視條件下) 網(wǎng)絡(luò)接入方式：有線網(wǎng)絡(luò) 發(fā)射功率：max18dBm 接收靈敏度：-90dBm 電源需求：5VDC 工作溫度：-10+55 重量：331g 凈重量：160g2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用12 7.2.3安裝調(diào)試 WL網(wǎng)關(guān)02型(局域網(wǎng))無(wú)線網(wǎng)關(guān)的安裝調(diào)試步驟如下： 1接通電源，插好網(wǎng)線 2手機(jī)安裝好軟件 3用手機(jī)掃描用戶ID碼，加入局域網(wǎng) 4聯(lián)網(wǎng)設(shè)置2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用137.3ZigBee終端產(chǎn)品與組網(wǎng) 7.3.1傳感器與探測(cè)器 ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的傳感器與探測(cè)器與前面各章介紹的傳感器與探測(cè)器的作用相同

7、，不同的是將看到、聞到、聽到的信息轉(zhuǎn)換為ZigBee信號(hào)送到ZigBee網(wǎng)關(guān)。2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用14 7.3.2開關(guān)與插座面板 ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的開關(guān)與插座面板與第2章中介紹的開關(guān)與插座面板的作用相同，不同的是開關(guān)與插座面板內(nèi)裝ZigBee芯片，接收Z(yǔ)igBee無(wú)線網(wǎng)關(guān)的控制信號(hào)。2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用15 7.3.3紅外線轉(zhuǎn)發(fā)器 ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的紅外線轉(zhuǎn)發(fā)器與第3章介紹的紅外線轉(zhuǎn)發(fā)器的作用相同，不同的是將將ZigBe無(wú)線信號(hào)與紅外無(wú)線信號(hào)關(guān)聯(lián)起來(lái)，通過(guò)移動(dòng)智能終端來(lái)控制電視、空調(diào)、電動(dòng)窗簾等使用紅外遙控器的設(shè)備

8、。2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用16 7.3.4終端產(chǎn)品與網(wǎng)關(guān)組網(wǎng) ZigBee網(wǎng)絡(luò)中終端產(chǎn)品與網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)很方便，下面以南京物聯(lián)傳感技術(shù)有限公司研制無(wú)線紅外入侵探測(cè)器、無(wú)線門窗磁探測(cè)器與WL網(wǎng)關(guān)02型(局域網(wǎng))無(wú)線網(wǎng)關(guān)為例，介紹ZigBee網(wǎng)絡(luò)中終端產(chǎn)品與無(wú)線網(wǎng)關(guān)如何進(jìn)行組網(wǎng)，具體操作見(jiàn)教材。2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用177.4.CC2530芯片及其應(yīng)用7.4.1CC2530芯片簡(jiǎn)介CC2530(無(wú)線片上系統(tǒng)單片機(jī))是用于IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE應(yīng)用的一個(gè)真正的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案。它能夠以非常低的總的材

9、料成本建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)模塊。CC2530結(jié)合了領(lǐng)先的2.4GHz的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051單片機(jī)，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8KBRAM和許多其它強(qiáng)大的功能。2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用18 7.4.2CC2530芯片的開發(fā)應(yīng)用 CC2530芯片的開發(fā)包括硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)，限于篇幅，本書只介紹硬件設(shè)計(jì)及開發(fā)模塊的應(yīng)用 1CC2530外圍電路設(shè)計(jì) 2三款ZigBee終端設(shè)備模塊 杭州晶控電子針對(duì)智能家居行業(yè)的不同應(yīng)用場(chǎng)合以及客戶不同的需求，利用CC2530芯片，分別研發(fā)定制了三款ZigBee終端設(shè)備模塊2022-4-26第7章ZigBee技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用197.5實(shí)訓(xùn) 實(shí)訓(xùn)九搭建簡(jiǎn)易ZigBee智能家居 1. 實(shí)訓(xùn)目的 2