探析ZigBee无线通信协议实现技术

宋华茂 谢伟

摘 要 随着信息技术的快速发展，传统的有线通信技术已不能满足人们的要求，无线通信技术的迅速发展已成为一种必然。作为一种无线通信技术，ZigBee具有成本低、操作方便等优点，本文将主要分析ZigBee无线通信技术的构成，以及探讨此技术在智能家居等领域的应用，以期为相关人士提供参考，促进无线通信技术稳定发展。

关键词 ZigBee;无线通信协议;智能家居

ZigBee是一种新型的无线通信技术，具有低能耗、传输距离短、成本低等特点。能够应用于小范围的基于无线通信控制的领域，改变了传统依靠有效电缆连接的方式，实现多种不同数字设备相互间的无线联网，对于某些领域的应用具有十分重要的现实意义。

1ZigBee无线通信协议技术的构成

1.1 物理层

在Zigbee无线通信技术应用的过程中，通常采用技术分层的方法。物理层定义了物理无线信道与其他分层之间的接口，为后续的通信传输提供了数据，并同时提供物理层管理服务。物理层的数据传输主要从信道上输入或输出数据。物理层是无线通信协议层的最底层，主要应用于数据调变传输、讯号能量侦测等。在信道上传输数据的过程中，需要对当前信道上的能量进行监测，选择信道频率，进而接收信道数据，形成一个由物理层相关数据组成的数据库

1.2 网络层

在Zigbee无线通信协议分层的过程中，网络层是其核心的部分。网络层主要用于维护网络连接，并为应用层提供了两种服务，即数据实体与管理实体，网络层的数据实体负责传输数据，提供相应的管理服务，完成对数据的管理任务，同时进行维护。此外，网络层的功能主要包括发现网络、形成网络、允许网络连接与多种设备同时连接等，实现数据的同步并建立相应的数据库。

1.3 应用层

ZigBee无线通信技术的应用层能够在关联的多种设备之间传送消息。通常利用ZigBee技术进行无线传输的应用具有以下特点。如设备成本低，传输的数据量小、设备体积小，不便放置较大的电池模块、没有足够的电力支持，只能使用一次性电池等。在ZigBee的应用层，通过无线通信技术嵌入消费性电子设备、家居等，实现对小范围的无线通信控制[1]。

2ZigBee无线通信技术的应用

2.1 在智能家居领域的应用

ZigBee无线通信技术应用的过程中，在智能家居领域的应用越来越广泛。一方面，由于房屋家居面积的有限性，为ZigBee无线通信技术创造了适合的条件。另一方面，由于家居电器的整体性较强，利用无线通信技术能够实现对不同家居的智能控制。首先，在智能家居内部网设计方面，智能家居对数据传输量的要求较低，但因为涉及对家居状态和控制信息的传输，所以，对数据传输过程中的安全保护要求较高。如果在传输的过程中，出现数据错误，那么将会对整个家居设备造成损坏，破坏其通信的整体协调性。其次，在家庭网关设计方面，家庭网关由多个ZigBee的无线传感器组成，在整个智能家居设计中充当网络协调器的作用，通过对ZigBee的充分利用，能够在家庭网关中设计传感器节点，建立一套系统的家居网络，利用无线通信技术下的传感器技术进行信息采集，并且在家庭网关的设计中，实现了物理接口与传感器的成功连接。最后，为了实现ZigBee无线通信技术在智能家居领域的成功运用，在涉及内部网时应注意设计功能齐全的外部接口，以便实现对智能家居的自动化控制，并且建立完善的数据库模式，方便日后设备的升级。

2.2 在物流领域中的应用

随着信息技术的快速发展，ZigBee无线通信技术在物流领域的应用推动着物联网的实现。在物流仓库中，安装了大量的传感器设备对仓库进行动态的监测与控制，同时由于ZigBee技术的应用成本较低，能够有效降低仓储物流的成本，实现数据的有效传输，提供一条成熟的传输路径确保通信的质量，依托ZigBee节点，对仓库中的环境进行实时的监测，大幅度提升物流作业的效率，促进全面物流仓储系统建立。例如，在物流管理中引用ZigBee技术，对仓库到货、检验、入库等各个环节的数据能够进行自动化的无线采集，保障仓储物流各个环节数据输入的速度与安全性，确保相关企业能够及时准确地掌握仓库的情况，帮助客户实时查询物流信息，减少库存的积压，还可以便捷的对产品的批次进行分类管理，提高相关企业对仓储物流的管理效率。

2.3 在智能化交通系统中的应用

随着社会经济的发展与人民生活水平的提高，汽车的保有量在不断增加，但道路交通建设已不能满足车辆增长的速度，在此背景之下ZigBee通信技术在道路交通系统中的应用，促使道路交通向智能化方向迈进，提高了交通部门的管理效率，为人们的出行提供了方便，在很大程度上能够改善道路交通拥堵的问题。首先，ZigBee无限通信技术能够结合数字移动通信技术，建立起智能化的交通管理网络，这样能够将监测到的车辆信息第一时间发送到监测的平台，通过这种方式，实现了公交车进站与离站时间的自动更新，使城市的公共交通运行更加顺畅，极大的便利了居民的出行，监控中心能够掌握整个城市的公共交通情况以及整体的信息。其次，ZigBee无线通信技术的应用，能够对我国城市交通拥堵的信息以及最新的交通规则进行实时的传输，使司机能够在第一时间了解到行驶周边的路况，目前这项技术已经在城市的交通管理中得到了广泛的运用。最后，我国要想更好的更快的发展智能交通系统，就需要政策的支持，不断更新ZigBee无线通信技术，实现智能化交通系統的终极目标，根据我国道路交通的实际情况，不断健全道路交通信息系统，从而保障交通运行的安全性[2]。

3结束语

综上所述，ZigBee无线通信技术是一个成本低廉、低能耗并且数据传输安全可靠的技术，其可应用的领域也十分广泛，如智能家居、智能交通、智能物流等领域。随着信息化社会的到来，ZigBee技术的应用已成为一种必然，市场发展的前景也更加广阔，具有十分重要的现实意义。

参考文献

[1] 魏访.ZigBee无线通信技术及其应用研究[J].通讯世界，2019，26 （6）：29-30.

[2] 徐莹.无线通信技术在智能交通系统中的应用研究[J].数字通信世界，2019（7）：219，223.