一、應用需求
現xian代dai社she會hui的de發fa展zhan,高gao速su公gong路lu已yi經jing成cheng為wei交jiao通tong的de一yi種zhong非fei常chang重zhong要yao的de方fang式shi。而er高gao速su公gong路lu上shang的de不bu同tong路lu段duan,各ge種zhong燈deng控kong又you是shi不bu可ke或huo缺que的de。比bi如ru信xin號hao指zhi示shi燈deng,照zhao明ming燈deng,霧wu燈deng等deng。而er且qie,隨sui著zhe高gao速su公gong路lu裏li程cheng的de增zeng多duo,各ge種zhong燈deng控kong係xi統tong的de需xu求qiu也ye越yue來lai越yue大da。以yi前qian,可ke能neng是shi有you線xian方fang式shi的de燈deng控kong係xi統tong,但dan它ta具ju有you不bu靈ling活huo或huo布bu線xian困kun難nan等deng等deng諸zhu多duo缺que點dian。而er克ke服fu這zhe些xie缺que點dian最zui好hao的de方fang式shi就jiu是shi實shi現xian無wu線xian燈deng控kong係xi統tong。在zai無wu線xian控kong製zhi係xi統tong的de方fang式shi中zhong,這zhe幾ji年nian流liu行xing起qi來lai的deZigBee無線技術又是最好的選擇。而MaxStream公司的XBee係列模塊,是目前行業內ZigBee技術實現的最好的OEM模塊之一。能幫助用戶快速實現ZigBee技術的應用。
二、ZigBee技術簡介
ZigBee是一種無線連接技術的商業化命名,該無線連接技術主要解決低成本、低功耗、低複雜度、低傳輸速率、近距離的設備聯網應用。 ZigBee標準基於802.15.4協議棧而建立,具備了強大的設備聯網功能,它支持三種主要的自組織無線網絡類型,即星型結構、網狀結構(Mesh)和簇狀結構(Cluster tree),特別是網狀結構,具有很強的網絡健壯性和係統可靠性。星型結構如圖1所示,網狀結構(Mesh)如圖1所示

圖1: ZigBee星型網絡結構
星型網絡結構特點:支持點對點、點對多點通信;中心節點為ZIGBEE協調器,終端節點為ZIGBEE終端設備;所有數據經過中心節點;適合圓形分散、距離較近的傳感器聯網。

圖2: ZigBee網狀網絡結構
MESH網狀網絡結構特點:係統采用多跳式路由通信;網絡容量很大;可以跨越很大的物理空間,適合距離較遠比較分散的結構。MESH網狀網絡拓撲結構的網絡具有強大的功能,網絡的所有實體隻有要通信範圍之內,都可以互相通信,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複雜的網絡;除此之外,網絡還具備自組織、自愈功能。
三、ZigBee技術特點
1、通信可靠:係統采用了CSMA-CA的碰撞避免機製,避免了發送數據時的競爭和衝突;采用完全確認的數據傳輸機製,保證信息傳輸的可靠性。 2、網絡的自組織、自愈能力強:ZigBee的自組織功能:無需人工幹預,網絡節點能感知其他節點的存在,並確定連接關係,組成結構化的網絡。ZigBee自愈功能:增加、刪除或移動節點,節點發生故障等等,網絡都能夠自我修複無需人工幹預,保證整個係統仍然能正常工作。 3、成本低廉:設備的複雜程度低,且ZigBee協議是免專利費的,這些可以有效地降低設備成本;ZigBee的工作頻段靈活,為免執照頻段的2.4GHz,就是沒有使用費的無線通信。 4、網絡容量大:一個ZigBee網絡可以容納最多254個從設備和一個主設備,一個區域內可以同時存在200多個ZigBee網絡。
四、基於ZigBee技術的無線燈控係統解決方案
新型的太陽能信號燈控製係統集結了交通管理、交通控製、綠(lv)色(se)能(neng)源(yuan)等(deng)全(quan)新(xin)的(de)理(li)念(nian)與(yu)技(ji)術(shu),采(cai)用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)代(dai)替(ti)傳(chuan)統(tong)的(de)電(dian)能(neng)供(gong)電(dian),通(tong)過(guo)交(jiao)通(tong)燈(deng)柱(zhu)頂(ding)端(duan)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)來(lai)進(jin)行(xing)聚(ju)集(ji)和(he)儲(chu)存(cun)太(tai)陽(yang)能(neng),然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)ZigBee主控製器向同一交通崗的各組交通燈發射控製信號,達到無線同步控製運行的效果。

圖3: 利用ZigBee控製的太陽能信號燈

圖4: ZigBee無線燈控原理

圖5:基於ZigBee的高速公路無線燈控係統架構
這種無線燈控係統的具有如下優點:wuxuwalubushekongzhixianlu,geshebeizhijianshixianwuxianzidongzuwanglianjie,jijiangdilexitonganzhuangchengben,gengzhongyaodeshibimianlechuantonganzhuangfangshiduijiaotongganraosuodailaidejingjisunshi。suishikeyishigong。erqie,yebimianleyouyuchengshikuaisufazhan,daolutuozhandengbianhuaduiyuanyouyumaiguanxiandeganrao。youyuxitongmeiyoudimiankongzhixianghekongzhixianlu,bimianleeyipohuai,dadajianshaoleweihuchengben。youyuxitongmeiyoudimiankongzhixianghekongzhixianlu,bimianleeyipohuai;而er且qie,整zheng個ge控kong製zhi係xi統tong的de各ge個ge模mo塊kuai具ju有you高gao集ji成cheng度du,高gao可ke靠kao性xing和he低di功gong耗hao,低di成cheng本ben,體ti積ji小xiao等deng優you點dian,維wei護hu保bao養yang十shi分fen方fang便bian,隻zhi需xu更geng換huan相xiang應ying節jie點dian即ji可ke,避bi免mian了le傳chuan統tong控kong製zhi線xian路lu本ben身shen帶dai來lai許xu多duo麻ma煩fan,從cong而er大da大da減jian少shao了le設she備bei購gou置zhi成cheng本ben,建jian設she安an裝zhuang成cheng本ben和he係xi統tong維wei護hu成cheng本ben。
另外,從ZigBee技術角度來說,卓越的物理性能,整個網絡所使用的無線頻率是國際通用的免費頻段(2.4 ~ 2.48Ghz ISM), 傳輸的方式是抗幹擾能力強的直序擴頻方式(DSSS),特別適合在幹擾較大的環境中使用。網絡的自組織、自愈能力強,ZigBee的自組織功能,無需人工幹預,網絡節點能夠感知其他節點的存在,並確定連接關係,組成結構化的網絡;ZigBee自愈功能:zengjiahuozheshanchuyigejiedian,jiedianweizhifashengbiandong,jiedianfashengguzhangdengdeng,wangluodounenggouziwoxiufu,bingduiwangluotuopujiegoujinxingxiangyingditiaozheng,wuxurengongganyu,baozhengzhenggexitongrengrannengzhengchanggongzuo。
五、MaxStream的基於ZigBee技術的XBee係列模塊
XBee OEM RF模塊是與ZigBee/IEEE 802.15.4 兼jian容rong的de解jie決jue方fang案an,可ke以yi滿man足zu低di成cheng本ben低di功gong耗hao無wu線xian傳chuan感gan網wang絡luo的de特te殊shu需xu求qiu。該gai模mo塊kuai易yi於yu使shi用yong,極ji低di的de功gong耗hao,以yi及ji提ti供gong設she備bei間jian關guan鍵jian數shu據ju的de可ke靠kao傳chuan輸shu。而er且qie它ta小xiao巧qiao的de外wai形xing條tiao件jian有you效xiao的de節jie省sheng了le板ban卡ka空kong間jian。如ru圖tu6所示。

XBee / XBee-pro模塊工作在ISM 2.4 GHz頻率波段,而且它們是引腳兼容可互換的。該模塊在美國,加拿大,澳大利亞,以色列以及歐洲廣泛使用。建立RF通信不需要任何配置,該模塊的默認配置支持廣泛的數據係統應用。也可以使用簡單AT命令進行高級配置。也提供API方式來實現對模塊的自動控製和通訊。他們主要參數特征如下.

另外,方便用戶快速上手應用,MaxStream提(ti)供(gong)開(kai)發(fa)套(tao)件(jian),為(wei)您(nin)提(ti)供(gong)價(jia)廉(lian)的(de),一(yi)流(liu)的(de)無(wu)線(xian)數(shu)據(ju)通(tong)信(xin)和(he)支(zhi)持(chi)。該(gai)套(tao)件(jian)包(bao)含(han)快(kuai)速(su)建(jian)立(li)和(he)測(ce)試(shi)長(chang)距(ju)離(li)無(wu)線(xian)數(shu)據(ju)鏈(lian)路(lu)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)所(suo)有(you)硬(ying)件(jian)和(he)軟(ruan)件(jian)。