基于zigbee技术的智能插座设计文献综述

 2022-11-19 11:11

文献综述(或调研报告):

a.智能家居

智能家居是以住宅为平台,利用先进的计算机技术、无线传感网络技术、自动控制技术、网络通信技术,将家居生活有关设施整合,在智能家居控制系统的管理下,最终实现方便、舒适、安全的家居环境,并达到节能环保的目的。随着智能家居的不断发展, 如何实现用户随时随地远程控制家居,并实时了解家中信息,成为目前最迫切的需求。因此,设计出一款人性化的智能家居控制终端则成为主流趋势。文献[1]中详细叙述了智能家居远程客户端的优势并对智能家居系统的总体设计做了解释,文献[2]指出整个智能家居系统主要由3 个部分组成: 远程控制终端,ARM 服务器和底层家电控制相关设备,并对其进行了详细描述。文献[3]中介绍了zigbee在智能家居中的应用前景,并讲到与其他短距离无线技术相比,基于ZigBee 技术的无线传感网络以其低复杂度、低成本、低功耗等特点成为了组建智能家居控制网络的首选方案。文献[4]介绍道ZigBee 是基于此标准规范的一种近距离、低复杂度、双向无线通信技术,主要适合于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备中。文献[5]中介绍了基于ARM 平台的控制系统移植了Linux 操作系统,因此服务器的设计是基于Linux 平台的服务器的设计。文献[6]介绍说按使用的协议来分有TCP 服务器和UDP 服务器。按处理方式来分有迭代服务器和并发服务器。并称一个好的服务器,一般都是并发服务器。文献[7]中介绍说TCP 协议是可靠的面向连接的协议,提供可信赖的字节流服务。而UDP 是无连接的、不可靠的协议,只提供“尽力而为”的数据报服务。在此我们对可靠性要求比较高,因此采取双向通信的TCP 协议。与传统的基于Internet 的远程家电控制系统相比,基于Android 手机的控制系统有着巨大的优势和前景。文献[8]结合智能家居介绍了基于Android 平台的智能家居控制系统的设计和关键技术。通过智能手机接入家庭内部网络即可实现远程控制家居,实时监测家居内部环境信息,为人们更加智能化和网络化的家居生活。文献[9]介绍了智能家居系统既可用于普通的住宅家庭用户,也可用于酒店等子系统的良好可扩展性。

b.工业应用

Zigbee 具有的低功耗、低成本、自组网等特点非常适用于工业现场无线通信。基于Zigbee 模块的通信电路,在ISM 频段的2.4GHz,能够在高密度钢结构建筑中(炼油装置)实现100 米以内的可靠通信,结合电源控制和Zigbee 模块的休眠/ 唤醒技术,一次充电能满足单个节点一年以上的工作周期。文献[10]是有关常见的工业无线通信技术,有:(1)Zigbee:底层采用 IEEE 802.15.4 标准规范的媒体访问层与物理层,适用于低速短距离传输。其主要特色有:低功耗、低成本、低速率、自组网、多种网络拓扑、低复杂度、安全可靠[1]。(2)Wi-Fi:基于IEEE802.11,可实现小范围(室内50~80m2)的高速率(54Mbps)无线通信。(3)蓝牙: Bluetooth 可实现近距离(低功率10 米,大功率100 米)点对点的设备连接,组网应用较少。关于zigbee在工业中的作用。文献[11]介绍称每台Zigbee 设备既可以作为终端节点(End-device),也可以作为路由器(Router),或者以协调器(Co-ordinator)的功能使用。文献[12] 总结称Zigbee 的低功耗、组网自由是其最为实用的技术亮点,较低的成本和相对完善的供应链使其更容易实现针对性的开发应用,而从实际的使用效果来看,炼化企业复杂且高危的环境对其来说也无任何难度,因此,Zigbee 在工业现场的应用可谓前景广阔。

c.环境温湿度检测应用

文献[13] 介绍了一种基于ZigBee和Internet 的温室群环境远程监控系统,该系统是针对当前国内温室群环境智能测控研究现状以及黑龙江省寒地日光温室建设实际来研发,由数个独立温室监控系统组成。文献[14] 称使用zigbee技术的节点设备能耗特别低,自组网无需人工干预,成本低廉,设备复杂度低且网络容量大。该技术可以很好地应用于农田、温室中作物生长环境监测控制,减少人为因素影响作物生长。文献[15] 设计并实现了一种 ZigBee 无线传感器网络,监测养殖鸡舍内的温度和湿度变化,打破了传统布置有线监测点的各种弊端。文献[16]介绍了养殖舍内的环境除了温度和湿度因素之外的影响因素,并称需要将气体传感器与 ZigBee模块相连,监测养殖舍内的有毒有害气体,实现较全面监测养殖舍内的环境参数。文献[17]介绍了 ZigBee 协议的MAC层和PHY层及工主要作频段,以及ZigBee 网络最大的特点:具有一定的自组织和自愈能力。阐明了采用zigbee监测的原因。

参考文献:

[1] 李琦. 基于Android平台的智能家居系统设计[J].电子设计工程,2014, 22(24):52-57.

[2] 陆剑江,钱培德,杨季文. OA系统的现状及发展趋势研究

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