基于ZigBee的无线传输红外线计数系统研究

liuguanJun

& w3 h: k- f2 a* I  E摘要:红外线计数系统在产品计数方面具有重要作用。利用ZigBee实现低成本远程数据
传输是一种新兴技术。本文提出采用ZigBee的多跳来实现远程传输红外计数器的功能，极
大地降低了系统的成本，尤其适合于地理位置偏僻、GPRS通信无法到达的地区。
2 h% H9 F. M  h$ p# q5 H; |关键词:红外计数; ZigBee;无线传感器;节点
, c- f9 s  u# ]" h) [( W在工矿企业的生产过程中,需要对产品进行
计数。但在一-些特殊环境中,如高压、辐射、有
! k' [8 h; m# G- }- x' w毒气体、粉尘甚至更恶劣的工作环境等,如何对
产品进行计数成为研究的课题。近几年来，无线
通信技术得到了迅速发展。对于产品计数系统，
可考虑使用成本低、易实现的红外技术来实现,
且目前相关的红外线计数研究已取得一定的成
果1.2]。实现数据远程传输的方法主要有:增大
2 d+ W, f$ x# r6 F. a2 o6 }- K* F, c发射功率，以实现远程传输，这种传统方法耗能
6 ]5 R; i- g5 h, N1 R: h大、干扰强;基于GPRS的远程数据传输方
/ D+ h% \. c& w法[34),该方法为目前常见方式,但不能应用于
  d0 _; g2 u8 g& A7 N0 U  hGPRS信号覆盖不到的偏僻地区;基于传感器网
络的远程传输数据方案,传感器网络是当前研究
, ^/ F8 I9 Y" E% `6 f的热点，具有一些上述两种方式所无法比拟的优
: K) p. w: s& [0 c点。
1 ZigBee 技术简介
ZigBee是近几年来新兴的一项技术，它以低
9 y5 {8 w: h5 }  ~9 @5 d成本、低功耗、低延迟、低复杂度和高可靠性等
1 W. {2 E; V! v" H" |特点而备受关注。ZigBee 标准包括物理层、介质
访问层、网络层和应用层。具有如下特点:
: L6 Z( }5 X  ~; m$ }) u& @1.功耗小。在待机模式下,2节5号干电池可
支持1个节点工作6-24个月，在休眠模式下,电
池寿命可长达数年,其发射功率约为1mW。
2.成本低。协议被简化,控制要求和成本被
降低，且ZigBee免协议专利费,因为它工作在免
执照的频段，即2. 4CHz、868MHz (欧洲)及
& t& @3 |! }0 G$ ^: h915MHz (美国),极大地降低了成本。
" l2 c: h% q7 b) x
& a% f0 e! b1 o: L+ J5 ^3.速率低。传输速率为20 ~ 250kb/s。
4.容量大。可采用星型、簇状或网状拓扑结
构。在簇状和网状结构中,一个主节点最多可管
理254个子节点，若采用级连，节点数可达到
65000个。
5.延时短。ZigBee的响应速度快,从睡眠中
激活只需要15ms,激活后进人网络也只需15ms。
6.安全性高。提供了三级安全模式和高级
加密标准( AES128)。
: z- R# l& _: f$ k& a7.通信距离近。相邻节点间的传输距离一
般为10~ 100m之间,若增加RF的发射功率,可
达到1~3 km。当采用“多级跳”接力方式时，可
: G6 F' @" S6 R: z: a/ r! J( ]9 U) [实现远程数据传输，这一点正是ZigBee被应用到
! ^8 x7 g- w) `本系统中的关键所在。


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ZigBee是近几年来新兴的一项技术