Беспроводные сенсорные сети и применение протокола ZigBee

С постепенным развитием сетевых технологий и наступлением эры беспроводных датчиков технология беспроводных сенсорных сетей в последние годы превратилась в горячую точку развития технологий. Встраивание стандартизированного сетевого протокола в сетевое оборудование может улучшить взаимосвязь между сетями, улучшить поток между сетями и повысить эффективность совместного использования ресурсов. Основываясь на характеристиках беспроводных сенсорных сетей, эта статья посвящена анализу структурных характеристик протокола ZigBee и перспективных методов применения протокола беспроводных датчиков ZigBee.

Как расширение Интернета вещей по форме, его основными развивающимися технологиями являются: сенсоры, встраиваемые технологии автоматизации, RFID и нанотехнологии. Как ключевая технология Интернета вещей - беспроводная сенсорная сеть, исследования по ней постепенно становятся горячей точкой в современной компьютерной сфере. Она используется не только в производстве и быту, но и в медицинских и военных приложениях. Однако с быстрым развитием компьютерных технологий в настоящее время появляются различные беспроводные сенсорные сети, которые не обеспечивают взаимосвязь узлов сети между различными сетями и управление между сетями. Появление протокола ZigBee стандартизирует прямое соединение сетевых узлов и управление между сетями, эффективно решая проблемы, существующие при расширении сети.

1 Введение в беспроводные сенсорные сети

Беспроводная сенсорная сеть (WSN) - это беспроводная сеть, состоящая из большого количества стационарных или движущихся датчиков, самоорганизованных и многоходовых для совместного обнаружения, сбора, обработки и передачи информации об объекте наблюдения и, в конечном итоге, отправки этой информации владельцу сети. Она объединяет все аспекты сетевых технологий и реализует концепции повсеместных вычислений посредством беспроводного сетевого зондирования. Рисунок 1 представляет собой структурную схему беспроводной сенсорной сети.

2Обзор протокола Zigbee

Протокол Zigbee - это протокол сетевой безопасности, расширенный на основе беспроводных сетей. Zigbee - это новая технология беспроводных сетей, которая характеризуется низкой сложностью, малым расстоянием, низким энергопотреблением, низкой стоимостью и низкой скоростью передачи данных. Ее можно применять не только в различных системах автоматического управления и дистанционного контроля, но и встраивать в различные устройства, что расширяет возможности сетевого применения. Скорость передачи данных Zigbee составляет 10~250 КБ/с, время задержки - 15~30 мс, эффективная дальность связи - 10~75 м, а рабочая частота - 2,4 ГГц, 868 МГц (Европа) и 915 МГц (США). Один Zigbee может поддерживать

Вставлено 255 сетевых узлов.

2.1 Введение в стек протоколов Zigbee

Полный протокол Zi gbee состоит из пяти уровней: физический уровень, канальный уровень, сетевой уровень, уровень конвергенции приложений и прикладной уровень снизу вверх. Прикладной уровень - это пользователь высшего уровня, сталкивающийся с различными неиспользуемыми прикладными сервисами; основная задача уровня конвергенции приложений - возвращать неиспользуемые требования приложений на сетевой уровень Zi gbee; сетевой уровень - это в основном функциональный уровень, выполняющий управление MAC, топологией, безопасностью и т. д.; канальный уровень делится на LLC и MAC, а передаваемые данные анализируются и устанавливаются логически один за другим для обеспечения нормальной работы управления данными.

3Применение технологии Zigbee

Развитие технологии Zigbee должно основываться на существующих проблемах в нынешних сетевых технологиях, чтобы компенсировать недостатки других технологий беспроводных сетей, таких как короткое расстояние, меньший объем передачи данных и низкая скорость передачи, и достичь низкой стоимости, большой емкости, низкого энергопотребления и интеллектуальности. Усиление характеристик для улучшения функции заготовки в области датчиков. Разработка технологии Zigbee является относительно сложным техническим проектом, который включает в себя не только технологии передачи и радиочастоты в области сети, но и базовое программное обеспечение и аппаратные технологии управления. При разработке беспроводных сенсорных сетей с использованием технологии Zigbee в основном рассматриваются сетевые узлы и соответствующее функциональное программное обеспечение. В настоящее время усилиями научных исследователей технология Zigbee применяется в радиочастотных чипах и других аппаратных средствах. Эти высокотехнологичные аппаратные средства позволили снизить стоимость разработки.

В соответствии с проектными требованиями разработчика, для реализации применения узла необходимо добавить всего несколько компонентов. Кроме того, разработка и использование программного обеспечения, связанного с Zigbee, ускоряет проектирование системы Zigbee и еще больше упрощает командный интерфейс пользователя. Обычные пользователи могут управлять сетью Zigbee с помощью нескольких простых команд.

Zi gbee - это новая технология беспроводной сетевой связи, и соответствующие стандарты еще не усовершенствованы. Поэтому применение технологии Zi gbee в реальной жизни также в определенной степени затруднено. Но как бы то ни было, до появления стандартизации это тенденция технологического развития, символизирующая истинное наступление эры проводных сетей. Только постепенно совершенствуя стандарты беспроводных сетей, можно реализовать идеал вездесущих сетей. В настоящее время, благодаря союзу организаций Zigbee, развитие IT-технологий ускорилось, и технология Zigbee будет становиться все более надежной и гибкой.

Ключевые слова: nb-iot dtu