ZigBee技術(shù)在家庭認(rèn)知傳感網(wǎng)中的應(yīng)用

從形態(tài)上來說，基于廣電網(wǎng)絡(luò)的家庭智能網(wǎng)關(guān)可以采用兩種形式：
第一種是硬網(wǎng)關(guān)形式，家庭網(wǎng)關(guān)作為類似機(jī)頂盒伴侶或家庭智能信息終端等獨(dú)立設(shè)備存在。通過提供豐富的有線無線接口(LAN、USB、Wi-Fi、ZigBee、藍(lán)牙等)，實(shí)現(xiàn)與機(jī)頂盒實(shí)時(shí)通信。
第二種是軟網(wǎng)關(guān)形式，通過將相關(guān)應(yīng)用程序移植到機(jī)頂盒內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)硬網(wǎng)關(guān)同等功能，控制部分通過如ZigBee、Wi-Fi對(duì)等網(wǎng)完成。這種形式下，用戶使用一個(gè)數(shù)字機(jī)頂盒就可以實(shí)現(xiàn)廣電網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的所有應(yīng)用功能。
2．2 組網(wǎng)模式
在基于ZigBee的家庭認(rèn)知傳感網(wǎng)構(gòu)建中，植入ZigBee模塊的機(jī)頂盒作為家庭網(wǎng)關(guān)，同時(shí)作為ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，與網(wǎng)絡(luò)中各子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊。其他如植入ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊的家用設(shè)備，或者市場(chǎng)上目前已出現(xiàn)的內(nèi)嵌ZigBee模塊設(shè)備作為子節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)控制信令或感知數(shù)據(jù)的收發(fā)。
機(jī)頂盒上電后，家庭設(shè)備子節(jié)點(diǎn)將自動(dòng)加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)，工作過程如下：
(1)ZigBee協(xié)調(diào)器(機(jī)頂盒)成功創(chuàng)建ZigBee網(wǎng)絡(luò)，等待終端節(jié)點(diǎn)加入；
(2)終端節(jié)點(diǎn)及傳感器上電后，通過信道掃描、能量檢測(cè)等手段，自動(dòng)查找存在的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，找到后加入網(wǎng)絡(luò)，機(jī)頂盒向子節(jié)點(diǎn)分配短地址及長(zhǎng)地址；
(3)機(jī)頂盒MCU保存節(jié)點(diǎn)地址信息；
(4)當(dāng)用戶需要控制某終端節(jié)點(diǎn)時(shí)，在電視屏幕或移動(dòng)終端上進(jìn)行選擇(比如測(cè)量室內(nèi)溫度)，機(jī)頂盒通過提取溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)地址，向其節(jié)點(diǎn)發(fā)送指令；
(5)溫度傳感器子節(jié)點(diǎn)收到指令后，對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行測(cè)量，并返回給機(jī)頂盒，最終顯示在電視機(jī)屏幕上。
其中，家庭網(wǎng)絡(luò)中不同位置的ZigBee模塊需要設(shè)置不同的運(yùn)行模式，以執(zhí)行如下的不同功能；
(1)將機(jī)頂盒內(nèi)的ZigBee模塊設(shè)置為接收／發(fā)送模式，用于接收來自其他ZigBee的信息，并將機(jī)頂盒控制信息發(fā)送到其他ZigBee；
(2)將與家用設(shè)備連接的ZigBee置于接收狀態(tài)，當(dāng)接收到控制指令時(shí)，控制家電執(zhí)行操作；
(3)將與傳感器連接的ZigBee置于發(fā)送狀態(tài)，將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至機(jī)頂盒。
2．3 性能指標(biāo)
不同房間由于墻的阻擋，會(huì)影響信號(hào)，需要考慮模塊的發(fā)射功率和接收靈敏度。文獻(xiàn)在無障礙和有障礙的情況下分別就ZigBee的丟包率進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明，ZigBee節(jié)點(diǎn)如果無障礙傳輸80 m，丟包率1％；傳輸距離30 m，間隔一堵墻丟包率為0，間隔兩堵墻為1％，間隔三堵墻為35％。按照這個(gè)結(jié)論，普通商品房(間隔不會(huì)超過兩堵墻)內(nèi)ZigBee的丟包率應(yīng)該沒有問題。但是實(shí)際操作中需要針對(duì)不同的ZigBee模塊進(jìn)行相關(guān)性能確認(rèn)，這也是我們的后期工作之一。

3 結(jié)語
ZigBee技術(shù)還在不斷完善，它所具有的低功耗、低成本、使用便捷等顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使它必將有著廣闊的應(yīng)用前景。ZigBee聯(lián)盟預(yù)言在未來的四到五年內(nèi)，每個(gè)家庭將擁有50個(gè)ZigBee器件，最后將達(dá)到每個(gè)家庭150個(gè)。相信存不久的將來，基于ZigBee技術(shù)的廣電網(wǎng)智能家居產(chǎn)品會(huì)走進(jìn)全球每家每戶，在提高我們的生活質(zhì)量方面作出突出的貢獻(xiàn)。