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基于ZigBee的工业控制监测系统

更新时间：2020-01-01 10:58:47 大小：261K 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：zigbee 工业控制无线网络 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

ZigBee技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络通信技术,主要用于近距离无线通信.在工业控制领域具有广泛的应用.本文在分析ZigBee技术特点及优势的基础上,提出了将ZigBee技术应用于工业控制监测系统,并给出了具体的实现方案.

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· 267·

2010(S1)

重型机械

· 自化技

基于ZigBee的工控制

系

丰，史，傅磊

(中国重型机械研究院有限公司，西西安710032)

摘要：ZigBee技是一种短距离、低复度、低功耗、低数据速率、低成本的无

网

通信技

，主要用于近距离无通信。在工控制域具有广泛的用。本文在分析ZigBee技特点及

的基上，提出了将ZigBee技

用于工控制

系

，并出了具体的

方案。

关

中

：ZigBee；无

号：Tilll4．3

网；工控制

分

文献

：A

文章号：1001— 196X(2010)S1— 0267— 04

Industrial

based on

monitoring system

ZigBee

ZHANG

Lei

Feng，SHI Wei，FU

National

Research Institute

Machinery

(China

Heavy

Co．，Ltd．，Ⅺ'觚710032，China)

for low-

wireless network communications with the characteristics of

new

standard

Abstract：ZigBee

global

has

in industrial controls．This article in-

cost，low— data rate，low-power

consumption．It

in industrial

good印plication

based

troduces the

ZigBee．

the characteristic and

advantage

application

ZigBee

monitoring system

control

Key words：ZigBee；wireless network；industrial

无

网

技

，

于解决有工有限网通信

引言

存在的

具有重要意。

随着算机技、微子技和信息管理技

的不断步，工控制系逐步由集中走向分

ZigBee技

2．1

ZigBee技特点

散。网化、开放化、智能化和集成化成了工

控制技

特定限制和要求，所需无

求，特是在工

的控制系、智能表、工机器人、智

展的方向。但是，由于工

域的

ZigBee技是一种具有一技

准的短距

离无通信技，其中物理 (PHY)和介

技

有

格的要

控制 (MAC)

IEEE802．15．4

盟制定，

自

化表与系，如基于

准，网由ZigBee技

用

的

开

的

用根据用自己的用需要，

其

行开

能

器等域。将无

感器网

用于工

不具

自

利用。因此

网方式。

技

能

用

提供机、灵活

控制中，相比之下具有有

网

的

。本文通研究分析IEEE 802．15．4／ZigBee

准，在此基上构建了一种用于工控制

，并具有数据控、无通信、参数整定等功

根据IEEE802．15．4

准

，ZigBee的工作

段分 3个段， 3个工作段相距大，

而且在各段上的信道数目不同，各段上的

能的无

程

控系平台，

系

基于ZigBee

MI-Iz、

制方式和

速率不同。它

分

868

GHz，其中2．4 GHz 段上分 16

段全球通用的工、科学、医学

915

MHz和Z

收稿日期：2010— 04— 1l；修日期：2010— 04— 25

作者介：丰(1982一)，男，中国重型机械研究院工程

个信道，

。

万方数据

· 268·

2010(S1)

重型机械

and

Medical) 段，

段，在

速率 250 kbps；另外两个

物理的主要特征包括启和关

器，当前信道能量量指示，信道

，清除信道估，以及通物理媒体

送和接收。IEEE802．15．4定了2．4

无

收

(ISM：Industrial，Scientific

段

免付、无需申的无

段

，

路

上，数据

段

率

数

915／868

MHz，其相的信道个数分

10个信道

40 kbps和20 kbps。

可构造星型网

据包行

GHz和868／915 MHz两个物理，它基于直接

序列数据包格式，两者的区在于工作

率、制技度和速率。无

小，可降低接收机灵敏度的要

的通信距离，即可用少的

和1个信道，

速率分

在

网性能上，ZigBee

或者点点网，在每一个ZigBee 成的无

bit短地址或者64

、

片

网

内，接地址

bit 地址，具有大的网容量。在无通信

上采用避免冲突多波信道接入(CSMA—

CA)方式，有效地避免了无波之的冲

突，此外数据的可靠性，建立了完整

答通信。ZigBee 低功耗，其

0— 3．6 dBm，通信距离 30— 70 m，

分

信号

求，

播

得

耗

覆

技

盖

大的区域。

控制的特征是信管理，信道接

人，隙管理，送确接及断开

求。除此之外，用适合的安全机制提

供一些方法。其中IEEE802系列准将数据

分成路控制和媒介接人控制两个子

介

保

，

送

的

接

射

出

具有能量

到的果，

率，在保通信

度地消耗能量。

信数据的安全保密性，ZigBee技采用了密

128位的加密算法，的数据信息

和

路

量指示能力，根据

些

路

可以自

整

的

射功

。其中，LLC子在IEEE802．6中定

IEEE802 准系列共用，而MAC子

，

依

路

量的前提条件下，最小程

保

ZigBee

之

通

于各自的物理。通 SSCS

IEEE802．2 型的LLC 准。且允

其他LLC 准直接使用IEEE802．15．4MAC

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