论文基于ZigBee的敬老院环境监控系统可行性分析，本文是可行性分析方面有关毕业论文模板范文跟可行性分析和ZigBee和监控系统相关毕业论文模板范文.
卢秋帆 重庆电子工程职业学院
摘 要：随着现代化信息技术的迅猛发展和提高,老年人对自己的生活环境有了更高的要求,希望自己的生活环境健康、舒适.我国老龄化增加,各个地方都修建了敬老院来解决老人们的生活问题,但是随着敬老院越来越多,安全隐患的发生越来越多.因此,本文利用ZigBee 技术设计出了这种基于 ZigBee 的环境监测系统.
关键词：ZigBee；敬老院；环境监控
中图分类号：TP393 文献识别码：A 文章编号： 1001-828X(2018)015-0375-01
一、需求分析
随着现代科技的发展,在环境监控系统中越来越多的使用ZigBee,在本系统中就是采用的 ZigBee 技术,使用 ZigBee 有很多的方便之处,ZigBee 的功耗低、成本低、时延断、可靠性高、体积较小,易于安装和维护.敬老院监控环境虽然并不算太过于恶劣,但采用体积较小的传感器,可以减少传感器的损坏几率,也可以减少整个传感器设备的体积,以便安装到敬老院的每一个角落.扩展性较强,可以在系统里添加删除结点.ZigBee 模块的处理速度快,功耗低.
二、Z i gBee 技术介绍
ZigBee 技术[1]是一种由开放性组织 ZigBee 联盟推广的近距离双向无线通信技术,2004 年发布了第一版该项技术的一个标准.工作如果在 2.4GHz( 全球衡量 )、868MHz( 欧洲衡量 ) 和 915MHz( 美国衡量 )3 个频段上,分別具有最高 250 Kb/s、20 Kb/s 和 40Kb/s 的传输速率,传输距离在百米范围之内.ZigBee 技术优点在于距离短、功耗比较低且传输速率也比较低的电子设备之间进行数据传输,还进行非常典型的有周期性数据、间歇性数据、低反应时间数据的传输.
( 一 )ZigBee 技术的现状及前景
人们在使用蓝牙技术的过程中,体验到了很多的便利.但在工业,家庭自动化控制和工业遥测通控等应用领域,蓝牙技术表现出协议复杂、功耗大、距离近和组网规模小等缺陷,自动化迫切需要一种高可靠的、抗干扰的无线数据通信技术.经过业界的长期研究,2004 年,满足该需求的 ZigBee 协议正式问世.ZigBee 技术从诞生到现在共发布了 2004、2006、2007 及 pro 这 4 个版本.相比蓝牙等其他近路离传输技术,ZigBee 技术的一大化势在于较低的功耗,就拿每个结点的电池耗电来说,相比两节 5 号电池可支持蓝牙结点数周、支持 Wi-Fi 结点数小时的水平,两节 5 号电池可支持ZigBee 结点完成 6-24 个月的工作.如此大的优势让 ZigBee 技术在工业应用中占据了有利的地位.除此之外,ZigBee 的数据传输速率低、协议简单且应用层开放,大大降低了设备开发成本.最重要的是免收专利费,极大地促发了生产厂商的使用热情.
1. 更多芯片厂商的参与
每一项通信协议的标准都需要上游芯片厂商的各种支持和推动,ZigBee 技术事一项功耗低、低速率的无线短距离传输应用标准,肯定离不开芯片厂商的支持.越多的芯片厂商参与 ZigBee 技术标准的制定以及推广,能够让 ZigBee 技术更快地发展.
2. 网络优势的进一步体现
虽然 ZigBee [2] 用越来越多,芯片量也年年递增,但 ZigBee技术的推广仍然处于起步探索阶段,还没有真正起飞.工程中点对点的应比较多,能够体现 ZigBee 关键技术优势的网状网络应用太少.因此,进步加大对 ZigBee 网络应用的推广,尤其是对其特有的大型网络的组建优势的推广也势在必行.
( 二 )ZigBee 技术的特点
1. 传输范围小、速率低
ZigBee 技术的有效覆盖范围只有百米左右,基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境,但由于 ZigBee 网络组网的一些特殊性,比如一个星形结构的 ZigBee 网络顶天可容纳 254 个从设备以及一个主设备,一个区城内大概同时存在最多 100 个 ZigBee 网络,所以可通过多个 ZigBee 网络的连接从而获取更大的范围网络覆盖.同时,ZigBee 技术专注于低速率传输,其传输速率范围为 10Kb/s-250Kb/s.
2. 硬件的低功耗
因为 ZigBee 传输速率低,发射功率只有 1mW,并且具有休眠模式,所以 ZigBee 设备很省电.估计 ZigBee 设备如果靠两节 5 号电池完全可以维持 6 个月到两年左右的使用时间,它的功耗远远小于同处 2.4GHZ 频段的蓝牙和 Wi-Fi.
3. 技术成本低
由于 ZigBee 协议免收专利费,并且简单开放,因此为下游企业进行自主开发带来极大的方便.早期 ZigBee 模块的初始成本在 6美元左右,随着部分硬件功能被软件替代,初始成本已经大幅度降低.现在市场上的 ZigBee 模块由于功能不同,其差异较大.
4. 网络时延比较短
ZigBee 技术的通信时延、从休眠状态到激活的时延都很短,它搜索设备时延的具有代表性的典型值为 30ms,还有休眠激活的时延通常典型值为 15ms,以及活动设备信道接入的时延值为 15ms,这对于时延要求非常苛刻的无线控制 ( 比如工业控制场合等 ) 应用,ZigBee 技术很适合.
5. 传输可靠性较高
ZigBee 技术采取了载波多路访问 / 碰撞避 (Carrier SenseMultiple Access with Collision Avoidance,CA/CA) 的策略,而且为需要固定带宽的通信业务留下了一些专业时隙,完全避免了发送数据时的竞争以及冲突.MAC 层用了完全确认的数据传输机制,发送的数据包都一定需要等待接收方确认信息,一旦传输过程中出现问题,就要重发.
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参考文献：
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