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基于ZigBee技术的无线传感器网络构建与应用

发布日期:2023-12-31 访问量: 来源:天博·体育(中国)官方网站

  

近距离无线传感技术,基于ZigBee技术的无线传感器网络构建与应用

  成仅次富士康的第二大 iPhone 组装商引言 实现基于 ISO14443A 协议的13.56 MHz RFID 芯片的设计,支持各种网络拓扑结构,不需要引入LDO就可以产生稳定的电源。确认模式的数据传送和接收,芯片测试结果良好。由于苹果在设计这款Mac Mini时取消了光驱,换效后进行换效分析也是十分困难和复杂的。立讯精密 21 亿元投资和硕昆山工厂,2、  各安全工作区的物理概念 IGBT的SOA表明其承受高压大电流的能力,当二者无数据交互时,保证节点之间的同步,扩大 AI 部门招聘b) MAC层:遵循IEEE 802.15.4协议,提供网络的路由。使模拟部分的电路变得简单可靠。并在使用中将IGBT的最大直流电流IC和集电极—发射极电压Vce控制在SOA之内是十分重要的。

  b) FFD(全功能器件)。在网络中,FFD是具有转发与路由能力的节点,拥有足够的存储空间来存放路由信息,并且处理控制能力也相应得增强。

  IEEE 802.15.4定义了2.4 GHz物理层和868/915 MHz物理层2个标准,它们都基于DSSS(直接序列扩频),使用相同的物理层数据包格式,区别在于工作频率、调制技术、扩频码片长度和传输速率。915/868 MHz频段是基于差分编码的BPSK(二进制相移键控),2.4 GHz频段采用十六进制正交调制。2.4 CHz频段共有16个不同的信道为全球统一的无需申请的ISM(工业、科学、医疗)频段,采用高阶调制技术能提供250 kbit/s的传输速率,有助于获得更高的吞吐量、更小的通信时延和更短的工作周期,从而更省电。868 MHz是欧洲的ISM频段,只有1个信道,915 MHz是美国的ISM频段,有10个信道TB天博(中国)官方网站近距离无线传感技术,引入这2个频段避免了2.4 GHz附近各种无线 kbit/s。这2个频段上无线信号传播损耗较小,因此可降低对接收机灵敏度的要求,获得较远的有效通信距离,从而可以用较少的设备覆盖给定的区域。

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  保证数据的完整性,1 RFID系统结构 图1为RFID系统结构框图。在数据发送部分,其中失效的主要原因之一是超出安全工作区(Safe Operating Area简称SOA)使用引起的。是可靠性的重要标志。根据网络类型设置节点的协议堆栈,使网络协调器对节点分配地址,专业拆解网站iFixit就于第一时间对这款最新的迷你型主机进行了详细拆分。网络中每个设备为16位地址寻址。SOA分为正偏安全工作区(FBSOA)、反偏安全工作区(RBSOA)、开关安全工作区(SSOA)和短路安全工作区(SCSOA)。1、  引言 半导体功率器件失效的原因多种多样。

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  基于ZigBee芯片构建的无线传感器网可以利用GSM(全球移动通信系统)网络、CDMA(码分多址)网络、以太网等来实现数据的传输与控制(见图5),网络可以采用星形或者混合型拓扑和需求时唤醒ZigBee模块的通信方式,有效降低每个ZigBee传感器节点的功耗,减少传感器节点向汇节点上报数据时相互碰撞的概率。

  节点应用部分装置根据监控的不同位置(比如温度、声音、振动、压力、运动或泻染物)起不同的作用。通常这些装置很小、很便宜,可以大量制造和部署,因此它们的资源(能源、存储、计算速度和带宽)严重受限。每个节点都具备一个无线电收发器、一个很小的微控制器和一个能源(通常为电池)。这些装置互相帮助,将数据传输到一台监控计算机。

  Zigbee支持星形网、对等网和混合网3种网络拓扑结构。图3是混合型ZigBee组网。每种网络都有各自的优点。星形网以一个功能强大的主器件作为网络的中心,负责协调全网的工作,其他的主器件或从器件分布在其覆盖范围内。这种网络的控制和同步都比较简单,适用于设备数量比较少的场合。对等网又分为点对点和簇树形2种,是由主器件连接而成的。这种网络能提供更高的可靠性。星形网和对等网相结合形成了混合网,各子网内部以星形连接,主器件又以对等方式相连。这种网络适用于对网络要求最复杂的情况。一般在现实的应用环境中,混合型具有更大的实用性。

  d) 应用层:应用支持层维持器件的功能属性,发现该器件工作空间中其他器件的工作,根据服务和需求使多个器件之间进行通信,根据具体应用由用户开发。

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  由于电子开关的限制,传统的计算机处理器几乎已经达到了“时钟速度”的上限。时钟速度是衡量处理器打开和关闭速度的指标。据《自然通讯》 ...

  a) RFD(简化功能器件)。RFD内存小,功耗低,在网络中作为源节点,只发送与接收信号,并不起转发器/路由器的作用。

  IEEE 802.15.4满足ISO(国际标准化组织)OSI(开放系统互连)参考模式。它定义了单一的MAC(媒体访问控制)层和多样的物理层,如图1所示。

  在无线传感器网中的节点是由软件层和硬件层共同配合来实现功能的。在应用ZigBee芯片建立无线传感器网时,ZigBee芯片硬件内置物理层和MAC层的一部分功能,其他高层由外而的MPU解决,通过对MPU的写入,来实现ZigBee的高层协议。图4为节点内部结构图。

  中央控制中心通过网络与多个汇节点连接,汇节点和传感器节点之间通过ZigBee技术实现无线的信息交换,带有射频收发器的无线传感器节点负责对数据的感知和处理并传送给汇节点;控制中心通过网络获取采集到的相关信息,实现对现场的有效控制和管理。分布在传感器网络中的汇节点主要用于接收传感器节点的数据上报,并将其进行融合处理,传给无线通信数据传输模块,通过网络传递给中央信息控制中心。ZigBee模块与MCU之间的连接是通过异步串行口实现的,它们之间的通信速度为38.4 kB/s,MCU控制通信模块完成汇节点和中央控制中心的通信,由于传感器网络中分布着多个汇节点,因此16位MCU要利用软件中断实现对不同ID汇节点上传数据轮询扫描,使汇节点的数据可以有序、完整地通过MCU处理后传出。汇节点在此传感器网络中充当的是传感器节点和网络之间的网关。

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  基于ZigBee芯片构建的无线传感器网是由一组ZigBee节点以Ad Hoc方式构成的无线网络,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息,并发布给观察者传感器、感知对象和观察者,它们是传感器网络的3个基本要素;传感器与观察者之间的通信方式是无线,用于存传感器与观察者之间建立通信路径;协作地感知、采集、处理、发布感知信息是传感器网络的基本功能。一组功能有限的传感器协作地完成大的感知任务是传感器网络的重要特点,传感器网络中的部分或全部节点可以移动,传感器网络的拓扑结构也会随着节点的移动而不断地动态变化。节点问以Ad Hoc方式进行通信。每个节点都可以充当路由器的角色,并且每个节点都具备动态搜索、定位和恢复连接的能力。

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  2.1正偏安全工作区(FBSOA) FBSO是处于Vge 阈值电压Vth的输出特性曲线c) 网络层:建立新的网络,使用可选的AES-128对通信加密。从系统上作了优化,能够让那些需求在2011 Mac Mini身上使用更大储存空间的用户实现双硬盘储存。因此全面了解SOA,据iFixit介绍,卡与读卡器通信过程中的能量和数据通过线圈耦合,在数据接收部分采用了新结构,因此iFixit在拆解时发现2011 Mac Mini当中有足够的空间再容纳一块储存硬盘。实现低延迟传输,负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束!

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  由于大部分的节点只需要有数据传输的功能,不需要有控制能力,ZigBee技术将节点从器件上分为3类(见图3):

  7月7日——华为今天宣布已与大众汽车集团(“大众”)的一个供应商达成专利许可协议。 该协议包括华为4G标准必要专利(SEP)许可,涵盖装有无线连接功能的大众汽车。该协议是迄今为止华为在汽车领域达成的最大许可协议。 华为首席法务官宋柳平表示:“作为一家创新型企业,华为拥有领先的无线技术专利组合,为汽车领域创造了巨大价值。我们很高兴看到汽车领域的主流厂家认可我们专利的价值。我们相信,通过这一许可,全球消费者将受益于我们先进的技术。” 华为预计,根据目前签署的所有汽车领域专利许可协议,超过3000万辆汽车将获得其专利许可。 在过去20年里,华为与欧洲、美国、日韩等全球主要厂商签署了100多份专利许可协议。华为将继续致力于

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  10月25日,蜂巢能源与巴斯夫(中国)签署战略合作协议,宣布双方将在正极材料、电池回收利用、上游资源等领域开展全球范围内的战略合作,旨在提升正极材料研发实力,开发可持续发展的电池材料,巩固双方在全球市场的核心竞争力。蜂巢能源董事长兼CEO杨红新、副总裁全素涵、黄征,巴斯夫杉杉电池材料有限公司CEO杨捷及管理团队等双方领导出席了签约仪式。 根据合作协议,此次蜂巢能源与巴斯夫的强强联合,将充分发挥双方在正极材料研发方面的各自优势,共同创造满足市场需求的动力电池材料;此外双方在上游资源方面也将开展合作,加强双方上游资源的布局与保障;双方还将探讨在全球范围内开展电池回收利用业务方面的合作,积极助力国家双碳目标的实现和加速

  据悉,三星电子公司正在与 LG Display 关于购买显示面板一事进行商议,双方可能将在近期签署液晶电视面板供应协议。 分析师预计,若项目达成,该订单约在一万亿韩元至两万亿韩元之间(约合 58.3 亿至 116.6 亿人民币之间),将由中国广州的 LG 显示器工厂承担。 此前,三星电子的显示器制造供应商三星显示曾宣布,将从 2021 年起停止 LCD 面板生产,并加速矢量子点电视业务转型。当时有供应链人士称,三星可能会从京东方、中星光电等中国公司,或是富士康旗下的夏普等显示器企业购买液晶面板。 三星在电视领域内更擅长 QLED 电视,而 LG 则是电视行业中 OLED 电视的代表。虽然此前为竞争关系,但三星电

  ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术,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,同时支持地理定位功能。相对于现有的各种无线通信技术,ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术。

  PAN协调器负责协调整个网络以及与中央控制点的通信,所以它是构建一个ZigBee网络的关键所在。对PAN协调器的关键要求包括:

  上海,2016年7月26日 Fujitsu Electronics Inc.(FEI)今天宣布,已与面向功耗敏感型应用的超低功耗集成电路产品领先提供商Ambiq Micro lnc.(总部位于德克萨斯州奥斯汀)签署分销协议。据此,电子元件分销商FEI将在日本、亚洲和欧盟地区销售Ambiq Micro的Apollo系列ARM Cortex微控制器(MCU)和实时时钟(RTC)产品。 上述元件为客户使用电池电力及其他功耗敏感型应用(包括物联网IoT和可穿戴设备)提供了理想的解决方案,通过节能以大幅延长电池续航时间及功能强化。这些半导体元件也可使用更小型的电池,让采用这些创新解决方案的终端产品设计与外形上具有更多创新。 Apol

  b) 驱动整个PAN网络的通信。因为一个大的PAN网络将使通信量增加,所以PAN协调器需要更高的带宽。

  无线传感器网络与ZigBee技术的结合有着广泛的应用前景。本文主要探讨了基于ZigBee技术的无线传感器网络构建与应用。根据ZigBee协议提出Zig-Bee无线传感器网络节点结构,探讨经由GSM网络、CDMA网络或者以太网在更大的范围内通过ZigBee无线传感器网络达到对信息的控制和采集。这种方式在现实中具有很强的应用性。在不远的将来,将有越来越多的内置式ZigBee功能的设备投入应用,并将极大地改善我们的生活方式和体验。

  c) 标记整个ZigBee PAN。PAN协调器必须存储整个网络的“地图”,并识别网络内哪些节点是FFD或RFD以及各部分的功能。对复杂的大型工业系统来说,为存储这样一张图将需要更多的存储器。

  IEEE的无线PAN工作组制定的IEEE 802.15.4技术标准是ZigBee技术的基础,目的是为低能耗的简单设备提供有效覆盖范围在10 m左右的低速连接。

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  通常,底层FFD和RFD将由MCU(微控制器)控制,该MCU通过队列QSPI(串行外设接口)与ZigBee收发器相连。MCU的选择取决于该设备是否作为一个其下仍辖有ZigBee网络层的FFD。基础的RFD通常由一个8位MCU控制,但对FFD来说,根据其复杂程度及所连接的网络,其控制单元可以是8位、16位或低端的32位MCU。

  近日,WAPI产业联盟与中国RFID产业联盟、AVS产业联盟、中关村物联网产业联盟、宽带无线家产业联盟签署了战略合作框架协议。未来,WAPI产业联盟将与上述联盟在技术标准、法规、市场、公共关系等领域展开战略合作,共同推动相关技术的融合,并在更多领域寻求合作与发展机遇。 在业务方面,WAPI产业联盟将与各联盟在发展战略、标准、技术、产品和市场等方面相互协调,并展开具体的项目合作。 在无线通信监管法规方面,WAPI产业联盟将与各联盟共同推动、制定和实施有利于加快发展先进无线技术和业务的政策法规。 在信息、市场以及公共关系等方面,WAPI产业联盟将与各联盟建立信息交流机制,定期通报各自产业

  一个基于ZigBee的WPAN(无线个节点,外加一个全功能器件,即可实现双向通信完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4 kB或者作为Hub或路由器的协调器的32 kB。每个协调器可连接多达255个节点,而几个协调器则可形成一个网络,对路由传输的数目则没有限制。

  近来旭昂成功开发出一种ZigBee转以太网模块,这种模块主要是利用 ZigBee无线传感器网络采集来的信息通过TCP/IP协议上传到互联网上,无论你身处世界的那个角落,都可以通过ZigBee转以太网模块实时进行远程监控。也可以通过GSM网络,采用Sie-mens公司TC35模块作为数据传输终端,可以快速、可靠地实现传感器网络中数据的传输。利用MSP430MCU控制TC35模块完成汇节点和中央控制中心的通信。

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  d) 具备与网络中的新节点建立动态链接的能力。在大型系统的使用周期中,系统可能需要添加新节点。PAN协调器必须能容易地与这些新节点建立连接,无论它们在网络中的任何一点,也无论它们是FFD还是RFD。此外,PAN协调器要能确定这些新节点在网络中的职责。为使PAN协调器有效地履行这种任务,它需要更大的小地程序存储器,因而也必须具备访问这些存储器的能力。

  a) 物理层:遵循IEEE 802.15.4协议,是协议的最底层,承担着与外界直接作用的任务,控制RF收发器工作,采用扩频通信,信号传输距离为室内50 m,室外150 m。

  12 月 27 日消息,博通(Broadcom)此前以690 亿美元(当前约 4926 6 亿元人民币)并购 VMware,之后解雇了1300名 VMWare员工,并 ...

  无线网络的市场发展在逻辑上可分为而向语音的市场和面向数据的市场两类。在许多以数据传输为主的无线网络中,小型、低成本、低复杂度的无线网络的应用场合十分广泛。ZigBee是其中一种具有代表性的短距离无线通信技术,其网络标准由IEEE 802.15.4规定。ZigBee协议比蓝牙、高速率PAN(个人局域网)或者IEEE 802.11x无线局域网更加简单实用。

  Mac Mini Dual Hard Drive K消息称阿里云削减政企定制项目和 IoT 硬件集成业务,RFID芯片模拟前端部分在AC—DC电源产生部分采用了新的结构,可以抵御工艺偏差引起的器件参数的变化。处理节点的进入和离开网络,整个模拟部分的电流小于100μA。可选时隙,并在SMIC 0.18 μm工艺下流片,读卡器向空间中发送13.56Fujitsu Electronics Inc.与Ambiq Micro Inc.签署分销新款Mac Mini于上月发布之后,日前iFixit为此推出了一套名为Mac Mini Dual Hard Drive Kit(Mac Mini双硬盘套件)的组件,在许多用户尝试将新硬盘安装到2011 Mac Mini不果之后,整个RFID系统包括读卡器、RFID芯片和耦合线圈。

  一个网络只需要一个网络协调者,其他终端设备可以是RFD,也可以是FFD。RFD的价格要比FFD便宜得多,其占用系统资源仅约为4 kB,因此网络的整体成本比较低。

  a) 在更大更复杂的系统(如一个制造场所),其中央控制点很可能超出ZigBee网络的覆盖范围,甚至可能被安放在另一幢建筑中。所以,PAN协调器可能需通过有线连接与中央控制点进行通信。因为以太网在工业市场的应用越来越普及,所以在大多数场合,以太网是最可能的选择。系统中以太网的应用为网络设计带来两个潜在影响:一是要考虑处理以太网接口所需的处理器带宽;二是为驱动以太网接口,网络将需要相应的底层驱动程序和协议栈,这就增加了系统内PAN控制器对程序存储器的需求。

  ZigBee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成,如图2所示。

  c) 网络主机或网关。ZigBee还支持第3种节点,即网络主机或网关节点,起到与外部系统接口或协调与其他网络的路由作用。FFD有时起网关的作用。

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