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ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。
主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。
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目錄
1、基于ZigBee技術(shù)的無線環(huán)保檢測系統(tǒng)解決方案簡介
2、ZigBee技術(shù)簡介
3、環(huán)保儀器儀表的主要需求
4、基于ZigBee技術(shù)的無線環(huán)保檢測系統(tǒng)組成
5、基于ZigBee技術(shù)的無線環(huán)保檢測系統(tǒng)特點(diǎn)
6、ZigBee技術(shù)的發(fā)展前景
基于ZigBee技術(shù)的無線環(huán)保檢測系統(tǒng)解決方案簡介：
處理分布在各處的環(huán)境檢測點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸問題一直是建立環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的難點(diǎn)，如果沒有將分布在各處的環(huán)境檢測點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的在線的管理則會給管理部門帶來很多的問題。無法實(shí)施實(shí)時的管理及24小時監(jiān)控和監(jiān)管。本系統(tǒng)就是在現(xiàn)有的儀器設(shè)備的基礎(chǔ)上采用ZigBee無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時的管理及24小時監(jiān)控和監(jiān)管。隨著我國對于環(huán)境監(jiān)測越來越重視，在原有的單點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測的基礎(chǔ)上，各地的環(huán)境監(jiān)測站紛紛建立了一些無人值守的檢測點(diǎn)，以監(jiān)測更廣更實(shí)時的監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量需要我們有更好方法將各個不同地方的測量設(shè)備的信息進(jìn)行上傳共享處理。這里我們技術(shù)一種給予ZigBee技術(shù)的無線技術(shù)來解決這樣的應(yīng)用。
采用ZigBee技術(shù)和GPRS/CDMA技術(shù)結(jié)合，可以為環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸通信提供很好的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，我們選擇了將ZigBee技術(shù)與GPRS/CDMA結(jié)合起來，根據(jù)檢測點(diǎn)的不同分布，來靈活地構(gòu)建抄表的無線網(wǎng)絡(luò)。
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ZigBee技術(shù)簡介：
ZigBee是一種無線連接技術(shù)的商業(yè)化命名，該無線連接技術(shù)主要解決低成本、低功耗、低復(fù)雜度、低傳輸速率、近距離的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。國際上，IEEE802.15.4工作組及ZigBee聯(lián)盟共同致力于該無線連接技術(shù)的推廣工作，其中，IEEE802.15.4工作組主要負(fù)責(zé)制定ZigBee物理層及MAC層的協(xié)議，其余協(xié)議主要參照和采用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，以便于今后不同廠商設(shè)備的互聯(lián)互通;ZigBee聯(lián)盟則負(fù)責(zé)高層應(yīng)用及市場推廣工作。而于2002年成立的ZigBee聯(lián)盟如今已經(jīng)吸引了上百家芯片公司、無線設(shè)備公司的加入。目前，F(xiàn)reescale、TI等國際巨頭都已推出了比較成熟的ZigBee開發(fā)平臺。
ZigBee標(biāo)準(zhǔn)基于802.15.4協(xié)議棧而建立，具備了強(qiáng)大的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能，它支持三種主要的自組織無線網(wǎng)絡(luò)類型，即星型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(Mesh)和簇狀結(jié)構(gòu)(Cluster tree)，特別是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)健壯性和系統(tǒng)可靠性。如果沒有直接通路，還可以通過“多級跳”的方式來通信;該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可以組成極為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò);除此之外，網(wǎng)絡(luò)還具備自組織、自愈功能。
環(huán)保儀器儀表的主要需求：
3.1環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測：目前全國環(huán)保系統(tǒng)及各部門、行業(yè)、企業(yè)已建監(jiān)測站4000多個，國家環(huán)保局計劃在全國裝備400多個國家網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測站;350多個環(huán)境信息中心;100個城市空氣地面自動監(jiān)測系統(tǒng)。
3.2污染源監(jiān)測：國家要對全國1.8萬個重點(diǎn)污染企業(yè)實(shí)施主要污染物排放總量控制和消減，以改善環(huán)境質(zhì)量，因此要求1.8萬個污染大戶要逐步安裝在線連續(xù)自動監(jiān)控系統(tǒng)。
3.3遙感遙測儀器儀表：包括對荒漠、草原、森林、海洋、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，也需要對大氣污染、水域污染(如海洋赤潮、溢油污染)及污染源進(jìn)行遙感遙測。
基于ZigBee技術(shù)的無線環(huán)保檢測系統(tǒng)組成：
一套完整的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)由各種環(huán)境監(jiān)測的傳感器的設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)組成：
4.1環(huán)境監(jiān)測傳感器：
4.1.1顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)：測塵儀
4.1.2煙氣參數(shù)測量子系統(tǒng)：流量測量儀;溫度測量儀;壓力測量儀
4.1.3采樣和預(yù)處理系統(tǒng)：伴熱處理測量;冷凝除水測量;過濾測量
4.1.4氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)：SO2分析儀;NOX分析儀;氧分析儀
4.2通信網(wǎng)絡(luò)：
傳感器通過RS232或者RS485接口跟ZigBee模塊相連。通過ZigBee模塊跟中央處理與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)相連。完成傳感器數(shù)據(jù)的無線上傳及上位控制器指令的無線下發(fā)功能。同時中央處理與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以使用ZigBee網(wǎng)絡(luò)或者GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)本地節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的無線上傳(包括企業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和環(huán)保局環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng))。
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基于ZigBee技術(shù)的無線環(huán)保檢測系統(tǒng)特點(diǎn)：
5.1建立一個綜合監(jiān)測系統(tǒng)，每隔一段時間就可對本網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點(diǎn)的監(jiān)控信息進(jìn)行一次收集，及時準(zhǔn)確地掌握環(huán)境污染情況。
5.2全無線系統(tǒng)，方便布線及安裝調(diào)試。
5.3系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，可方便擴(kuò)充，且具有遠(yuǎn)程診斷功能，安裝維護(hù)方便。將遠(yuǎn)端采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)時、可靠地發(fā)送到各級監(jiān)控中心。并接收各級監(jiān)控中心的控制指令。
ZigBee技術(shù)的發(fā)展前景：
隨著我國物聯(lián)網(wǎng)正進(jìn)入發(fā)展的快車道，ZigBee也正逐步被國內(nèi)越來越多的用戶接受。ZigBee技術(shù)也已在部分智能傳感器場景中進(jìn)行了應(yīng)用。如在北京地鐵9號線隧道施工過程中的考勤定位系統(tǒng)便采用的是ZigBee，ZigBee取代傳統(tǒng)的RFID考勤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無漏讀、方向判斷準(zhǔn)確、定位軌跡準(zhǔn)確和可查詢，提高了隧道安全施工的管理水平;在某些高檔的老年公寓中，基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的無線定位技術(shù)可在療養(yǎng)院或老年社區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)全區(qū)實(shí)時定位及求助功能。由于每個老人都隨身攜一個移動報警器，遇到險情時，可以及時的按下求助按鈕不但使老人在戶外活動時的安全監(jiān)控及救援問題得到解決，而且，使用簡單方便，可靠性高。
據(jù)中國電信副總工程師靳東濱介紹，預(yù)計到2015年國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將達(dá)到7500億元，年復(fù)合增長率超過30%。智慧城市建設(shè)成為運(yùn)營商推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的重要落腳點(diǎn)。此外，工業(yè)和信息化部和財政部已設(shè)專項(xiàng)資金用以支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。據(jù)悉，2013年投入的專項(xiàng)資金支持預(yù)算較2012年有所增長，將超5億元。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計未來10年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)會大規(guī)模普及，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模將遠(yuǎn)超互聯(lián)網(wǎng)。
