ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。
主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽谩?/span>
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目錄
1、基于ZigBee技術的無線環(huán)保檢測系統(tǒng)解決方案簡介
2、ZigBee技術簡介
3、環(huán)保儀器儀表的主要需求
4、基于ZigBee技術的無線環(huán)保檢測系統(tǒng)組成
5、基于ZigBee技術的無線環(huán)保檢測系統(tǒng)特點
6、ZigBee技術的發(fā)展前景
基于ZigBee技術的無線環(huán)保檢測系統(tǒng)解決方案簡介：
處理分布在各處的環(huán)境檢測點的數(shù)據(jù)傳輸問題一直是建立環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的難點，如果沒有將分布在各處的環(huán)境檢測點的數(shù)據(jù)進行實時的在線的管理則會給管理部門帶來很多的問題。無法實施實時的管理及24小時監(jiān)控和監(jiān)管。本系統(tǒng)就是在現(xiàn)有的儀器設備的基礎上采用ZigBee無線技術實現(xiàn)實時的管理及24小時監(jiān)控和監(jiān)管。隨著我國對于環(huán)境監(jiān)測越來越重視，在原有的單點環(huán)境監(jiān)測的基礎上，各地的環(huán)境監(jiān)測站紛紛建立了一些無人值守的檢測點，以監(jiān)測更廣更實時的監(jiān)測環(huán)境質量需要我們有更好方法將各個不同地方的測量設備的信息進行上傳共享處理。這里我們技術一種給予ZigBee技術的無線技術來解決這樣的應用。
采用ZigBee技術和GPRS/CDMA技術結合，可以為環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)傳輸通信提供很好的解決方案。在實際應用中，我們選擇了將ZigBee技術與GPRS/CDMA結合起來，根據(jù)檢測點的不同分布，來靈活地構建抄表的無線網(wǎng)絡。
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ZigBee技術簡介：
ZigBee是一種無線連接技術的商業(yè)化命名，該無線連接技術主要解決低成本、低功耗、低復雜度、低傳輸速率、近距離的設備聯(lián)網(wǎng)應用。國際上，IEEE802.15.4工作組及ZigBee聯(lián)盟共同致力于該無線連接技術的推廣工作，其中，IEEE802.15.4工作組主要負責制定ZigBee物理層及MAC層的協(xié)議，其余協(xié)議主要參照和采用現(xiàn)有標準，以便于今后不同廠商設備的互聯(lián)互通;ZigBee聯(lián)盟則負責高層應用及市場推廣工作。而于2002年成立的ZigBee聯(lián)盟如今已經(jīng)吸引了上百家芯片公司、無線設備公司的加入。目前，F(xiàn)reescale、TI等國際巨頭都已推出了比較成熟的ZigBee開發(fā)平臺。
ZigBee標準基于802.15.4協(xié)議棧而建立，具備了強大的設備聯(lián)網(wǎng)功能，它支持三種主要的自組織無線網(wǎng)絡類型，即星型結構、網(wǎng)狀結構(Mesh)和簇狀結構(Cluster tree)，特別是網(wǎng)狀結構，具有很強的網(wǎng)絡健壯性和系統(tǒng)可靠性。如果沒有直接通路，還可以通過“多級跳”的方式來通信;該拓撲結構還可以組成極為復雜的網(wǎng)絡;除此之外，網(wǎng)絡還具備自組織、自愈功能。
環(huán)保儀器儀表的主要需求：
3.1環(huán)境質量監(jiān)測：目前全國環(huán)保系統(tǒng)及各部門、行業(yè)、企業(yè)已建監(jiān)測站4000多個，國家環(huán)保局計劃在全國裝備400多個國家網(wǎng)絡監(jiān)測站;350多個環(huán)境信息中心;100個城市空氣地面自動監(jiān)測系統(tǒng)。
3.2污染源監(jiān)測：國家要對全國1.8萬個重點污染企業(yè)實施主要污染物排放總量控制和消減，以改善環(huán)境質量，因此要求1.8萬個污染大戶要逐步安裝在線連續(xù)自動監(jiān)控系統(tǒng)。
3.3遙感遙測儀器儀表：包括對荒漠、草原、森林、海洋、農業(yè)生態(tài)環(huán)境進行監(jiān)測，也需要對大氣污染、水域污染(如海洋赤潮、溢油污染)及污染源進行遙感遙測。
基于ZigBee技術的無線環(huán)保檢測系統(tǒng)組成：
一套完整的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)由各種環(huán)境監(jiān)測的傳感器的設備和通信網(wǎng)絡組成：
4.1環(huán)境監(jiān)測傳感器：
4.1.1顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)：測塵儀
4.1.2煙氣參數(shù)測量子系統(tǒng)：流量測量儀;溫度測量儀;壓力測量儀
4.1.3采樣和預處理系統(tǒng)：伴熱處理測量;冷凝除水測量;過濾測量
4.1.4氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)：SO2分析儀;NOX分析儀;氧分析儀
4.2通信網(wǎng)絡：
傳感器通過RS232或者RS485接口跟ZigBee模塊相連。通過ZigBee模塊跟中央處理與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)相連。完成傳感器數(shù)據(jù)的無線上傳及上位控制器指令的無線下發(fā)功能。同時中央處理與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以使用ZigBee網(wǎng)絡或者GPRS網(wǎng)絡實現(xiàn)本地節(jié)點數(shù)據(jù)的無線上傳(包括企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和環(huán)保局環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng))。
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基于ZigBee技術的無線環(huán)保檢測系統(tǒng)特點：
5.1建立一個綜合監(jiān)測系統(tǒng)，每隔一段時間就可對本網(wǎng)絡的各個節(jié)點的監(jiān)控信息進行一次收集，及時準確地掌握環(huán)境污染情況。
5.2全無線系統(tǒng)，方便布線及安裝調試。
5.3系統(tǒng)采用模塊化結構，可方便擴充，且具有遠程診斷功能，安裝維護方便。將遠端采集點的數(shù)據(jù)實時、可靠地發(fā)送到各級監(jiān)控中心。并接收各級監(jiān)控中心的控制指令。
ZigBee技術的發(fā)展前景：
隨著我國物聯(lián)網(wǎng)正進入發(fā)展的快車道，ZigBee也正逐步被國內越來越多的用戶接受。ZigBee技術也已在部分智能傳感器場景中進行了應用。如在北京地鐵9號線隧道施工過程中的考勤定位系統(tǒng)便采用的是ZigBee，ZigBee取代傳統(tǒng)的RFID考勤系統(tǒng)實現(xiàn)了無漏讀、方向判斷準確、定位軌跡準確和可查詢，提高了隧道安全施工的管理水平;在某些高檔的老年公寓中，基于ZigBee網(wǎng)絡的無線定位技術可在療養(yǎng)院或老年社區(qū)內實現(xiàn)全區(qū)實時定位及求助功能。由于每個老人都隨身攜一個移動報警器，遇到險情時，可以及時的按下求助按鈕不但使老人在戶外活動時的安全監(jiān)控及救援問題得到解決，而且，使用簡單方便，可靠性高。
據(jù)中國電信副總工程師靳東濱介紹，預計到2015年國內物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將達到7500億元，年復合增長率超過30%。智慧城市建設成為運營商推進物聯(lián)網(wǎng)的重要落腳點。此外，工業(yè)和信息化部和財政部已設專項資金用以支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。據(jù)悉，2013年投入的專項資金支持預算較2012年有所增長，將超5億元。業(yè)內人士預計未來10年內物聯(lián)網(wǎng)會大規(guī)模普及，其產業(yè)規(guī)模將遠超互聯(lián)網(wǎng)。
