zigbee技术在工业控制中的应用探讨

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1、ZigBee技术在工业控制中的应用探讨工业控制是指使用计算机技术，微电子技术，电气手段，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。随着工业自动化技术的发展，对监控数据传输的实时性、数据接口的开放性以及数据链接的安全性的要求越来越高，有线控制X络的局限性也越来越突出。ZigBee是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率，适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。本研究主要介绍了ZigBee的X络模型，并探讨了ZigBee技术在工业控制中的应用。前言：随着计算机技术、微电子技术和信息管理技

2、术的不断进步，工业控制系统逐步由集中走向分散。X络化、开放化、智能化和集成化成为了工业控制技术发展的方向。ZigBee技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术，其中物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)协议为IEEE802.15.4协议标准，X络层由ZigBee技术联盟制定，应用层的开发应用根据用户自己的应用需要，对其进行开发利用，因此该技术能够为用户提供机动、灵活的组X方式。可以嵌入各种设备，非常适合用于自动控制和远程控制领域。1.ZigBee技术介绍1.1ZigBee协议ZigBee是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的，有关组X、

3、安全和应用软件方面的技术标准。在ZigBee技术中，其体系结构一般用层来描述它的各个简化标准，ZigBee协议符合七层X络结构，主要由物理层(PHY)、介质访问控制层(MAC)、X络层(NHz、915MHz和2.4GHz，其中2.4GHz频段上分为16个信道。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K字节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。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X络，对路由传输的数目则没有限制。其中物理层和介质访问控制层主要采用IEEE802.15.4协议标准，其余协议主要参照和采用现有的传统无线技术的协议标准，由Z

4、igBee联盟制定。1.2ZigBee节点模块系统结构传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成，传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换;处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理本身采集的数据和其它节点发来的数据;无线通信模块负责与其它节点进行无线通信，交换控制信息和收发采集数据;能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量。由于ZigBee节点模块要与电器仪表等现场设备一起使用或者单独使用，并且使用电池供电，所以要求ZigBee节点模块体积小、低功耗和高可靠性。ZigBee节点硬件模块主要由微控制器、无线射频收发模块、串口接

5、口、调试模块、液晶模块和电源模块组成。微控制器主要用于控制无线射频收发模块，处理射频信号，控制和协调各个器件的工作。我们可以在传感器终端加装不同的传感器来实现对所需数据的监控，从而发挥ZigBee平台的作用。中心数据管理终端由中心节点和PC机组成，二者之间可以通过RS232实现数据通信。平台采用了Microchip公司提供的开放协议栈，通过设计修改其应用层代码来实现所需的功能。通常，ZigBee节点的IEEE64位地址是由用户自己定义的，它们被写在节点的EEPROM中。而每个终端节点入X后，中心节点会分配给它一个16位X络短地址。对于初次使用的终端节点，可以经过与中心节

6、点绑定过程从而让终端节点的地址信息出现在中心节点的绑定表中，使数据的收发更加稳定。2.ZigBee技术在工业控制领域的应用2.1ZigBee在工厂消防监控中的应用随着人们生活质量的提高。装修装饰逐步高档化，电器设备的增多，高层及超高层建筑的增加以及商场超市等群众聚集场所规模的迅速扩大，消防安全的重要性越来越突出。而今，物联X技术的发展和成熟，越来越多的新型建筑采用了智能消防系统。整个系统分成两部分：无线烟感器终端(多个)和中心数据管理终端。无线烟感器终端是检测发送烟雾数据的集成设备，它在检测到一定浓度的烟雾后在本地报警，同时通过无线X络传输给管理终端。ZigBee喷淋和

7、报警控制器内置基于CC2530的ZigBee终端节点，它能通过无线信道接收来自ZigBee协调器下发的指令，解析后执行喷淋器、报警器的控制，并可根据需要采集喷淋器、报警器的运行状态上报协调器。CC2530的P0.0口是采集烟雾传感探头输出信号的I/O口，当CC2530检测到P0.0为低电平时，说明有火情发生;反之，说明无火情。2.2ZigBee和CAN总线技术的应用在现代工业控制领域，对现场无线化的需求也进一步加大，所以使用CAN总线技术和ZigBee技术的结合，运用到一定范围内的工业控制现场，是一个很好的方式。CAN为多主方式工作，X络