ZigBee技術(shù)在家庭認知傳感網(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)作為類似機頂盒伴侶或家庭智能信息終端等獨立設(shè)備存在。通過提供豐富的有線無線接口(LAN、USB、Wi-Fi、ZigBee、藍牙等)，實現(xiàn)與機頂盒實時通信。
第二種是軟網(wǎng)關(guān)形式，通過將相關(guān)應(yīng)用程序移植到機頂盒內(nèi)部，實現(xiàn)硬網(wǎng)關(guān)同等功能，控制部分通過如ZigBee、Wi-Fi對等網(wǎng)完成。這種形式下，用戶使用一個數(shù)字機頂盒就可以實現(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的家庭認知傳感網(wǎng)構(gòu)建中，植入ZigBee模塊的機頂盒作為家庭網(wǎng)關(guān)，同時作為ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，與網(wǎng)絡(luò)中各子節(jié)點進行通訊。其他如植入ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊的家用設(shè)備，或者市場上目前已出現(xiàn)的內(nèi)嵌ZigBee模塊設(shè)備作為子節(jié)點，負責控制信令或感知數(shù)據(jù)的收發(fā)。
機頂盒上電后，家庭設(shè)備子節(jié)點將自動加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)，工作過程如下：
(1)ZigBee協(xié)調(diào)器(機頂盒)成功創(chuàng)建ZigBee網(wǎng)絡(luò)，等待終端節(jié)點加入；
(2)終端節(jié)點及傳感器上電后，通過信道掃描、能量檢測等手段，自動查找存在的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，找到后加入網(wǎng)絡(luò)，機頂盒向子節(jié)點分配短地址及長地址；
(3)機頂盒MCU保存節(jié)點地址信息；
(4)當用戶需要控制某終端節(jié)點時，在電視屏幕或移動終端上進行選擇(比如測量室內(nèi)溫度)，機頂盒通過提取溫度傳感器子節(jié)點的相應(yīng)地址，向其節(jié)點發(fā)送指令；
(5)溫度傳感器子節(jié)點收到指令后，對室內(nèi)溫度進行測量，并返回給機頂盒，最終顯示在電視機屏幕上。
其中，家庭網(wǎng)絡(luò)中不同位置的ZigBee模塊需要設(shè)置不同的運行模式，以執(zhí)行如下的不同功能；
(1)將機頂盒內(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)，當接收到控制指令時，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)送至機頂盒。
2．3 性能指標
不同房間由于墻的阻擋，會影響信號，需要考慮模塊的發(fā)射功率和接收靈敏度。文獻在無障礙和有障礙的情況下分別就ZigBee的丟包率進行了測試，結(jié)果表明，ZigBee節(jié)點如果無障礙傳輸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％。按照這個結(jié)論，普通商品房(間隔不會超過兩堵墻)內(nèi)ZigBee的丟包率應(yīng)該沒有問題。但是實際操作中需要針對不同的ZigBee模塊進行相關(guān)性能確認，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，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)，每個家庭將擁有50個ZigBee器件，最后將達到每個家庭150個。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)品會走進全球每家每戶，在提高我們的生活質(zhì)量方面作出突出的貢獻。