最新ZigBee基础知识概要课件PPT.ppt 76页

'ZigBee基础知识概要 ContentsZigBee简介1ZigBee发展历史2ZigBee介绍3ZigBee小结5ZigBee技术应用案例42021/9/182 ZigBee简介ZigBee这个字源于蜜蜂群发现食物源的时候，通过跳“之”字形的舞蹈（Zig舞）在同伴中传递信息，以到达彼此沟通讯息的目的，故以此做新一代无线通讯技术的命名。ZigBee技术是一种结构简单、低成本、低功耗、低速率和可靠性高的短距离无线通信新技术。ZigBee的网络标准由IEEE802.15工作组负责制定，被称作802.15.4(ZigBee)技术标准。2021/9/183 ZigBee技术特点低速率：数据传输速率只有20~250kb/s，分别提供250kb/s(2.4GHz)，40kb/s(915MHz)和20kb/s(868MHz)的原始数据吞吐率,满足低速率的传输数据的应用需求。低功耗：在低功耗待机模式下，2节普通5号电池可使用6~24月，这也是ZigBee的支持者一直引以为豪的独特优势。低成本：因为ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本；并且ZigBee协议免收专利费。ZigBee网络节点模块一般在1000元以下，而主要使用的网络子节点价格可降到100元以下。容量大：ZigBee网络可由一个节点管理若干子节点，最多一个节点可以管理254个子节点，同时该节点还可由上一层网络节点管理，可组成65000个节点的大型网络时延短：ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠状态转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需要30ms。相对而言，蓝牙需要3~10s，WiFi需要3s。这样一方面节省了能量消耗，另一方面更适用于对时延敏感的场合，例如一些应用在工业上的传感器就需要以毫秒的速度获取信息，以及安装在厨房内的烟雾探测器也需要在尽量短的时间内获取信息并传输给网络控制者，从而阻止火灾的发生。2021/9/187 ZigBee技术特点近距离：传输范围一般介于10~100m之间，能覆盖普通的家庭和办公场所，在增加RF发射功率后，可增加到1~3KM。安全高：ZigBee提供了三级安全模式，保证安全性。可靠：采取了碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可进行重发。2021/9/188 ZigBee与802.15.4标准ZigBee是IEEE802.15.4的扩展。ZigBee不仅只是802.15.4的名字，IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，ZigBee联盟对其网络层协议和API进行标准化。ZigBee联盟还开发了安全层。2021/9/189 ZigBee协议层作用物理层MAC层网络/安全层支持/应用层作用：作用：作用：建立新网络，保证数据的传输。对数据进行加密，保证数据的完整性作用：物理层是协议的最底层，承付着和外界直接作用的任务。主要目的：控制RF收发器工作负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束确认模式的数据传送和接收。应用支持层根据服务和需求使多个器件之间进行通信。应用层主要根据具体应用由用户开发。2021/9/1810 ZigBee含义ZigBee三种含义：这三种含义是三位一体的关系，联盟是协议和技术的主要开发者；协议犹如社会法律、交通的规则，联盟和技术都要遵守；技术是联盟的和协议的载体和具体表现。总而言之：三者是一个整体的三个方面。1.ZigBee联盟ZigBee联盟2002年成立，现超过300多个成员单位。联盟使命：为可靠，低价、低功率无线联网的监控产品建立开放的全球标准。联盟目标：通过给日常设备注入无线能力和智能，简化使用，极大的提供灵活性和移动性。联盟工作：（1）制定网络层、安全和应用层标准（网络七层OSI模型要熟记）（2）提供互操作和兼容性测试规范（3）推广ZigBee品牌，提升市场感知度（4）技术演进2.ZigBee协议协议，标准也！ZigBee协议即ZigBee标准体系。主要指ZigBee的软件部分3.ZigBee技术ZigBee是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。主要指ZigBee的硬件部分2021/9/1811 ZigBee技术优势数据传输速率低：10kb/s~250kb/s，专注于低速率传输应用。低功耗：在低功耗待机模式下，2节普通5号电池可使用6~24月。低成本：因为ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本。每块ZigBee芯片价格大约2美元。容量大：网络可容纳65500个设备。时延短：典型搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为15ms。网络的自组织、自愈能力强，通信可靠。数据安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES-128加密算法（美国新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一）保证安全性。工作频段灵活：使用频段2.4GHz,868MHz(欧洲)和915MHz（美国）均免执照的频段。2021/9/1812 ZigBee应用场合消费性电子设备：电视、DVD、CD机等电器的远程遥控（含ZigBee功能的手机就可以支持主要遥控器功能）。PC外设：无线键盘、鼠标、游戏操纵杆等。工业控制：利用传感器和ZigBee网络使数据的自动采集、分析和处理变得更加容易。医疗设备控制：医疗传感器、病人的紧急呼叫按钮等。交互式玩具。2021/9/1813 基于ZigBee技术的远程抄表系统ZigBee三表抄表系统——单元楼结构图每幢楼的水电煤三表通过RS485总线连接数据采集器，在连接到ZigBee远端节点。每幢单元楼设置一个ZigBee远端节点，负责数据收发或作路由器。ZigBee远端节点上传到ZigBee中心节点。2021/9/1814 ZigBee小结ZigBee是一种新兴的短距离，低速率无线网络技术。ZigBee技术和RFID技术在2004年被列入当今世界发展最快。市场前景最为广阔的十大最新技术中的二个。今后若干年都将是ZigBee技术飞速发展的时期。2021/9/1815 一、无线通信发展的现状几种无线通信技术PAN：射频识别(RFID)、蓝牙(Bluetooth)、超宽带(UWB)1LAN：Wi-Fi、ZigBee(802.11x)、DECT(无绳电话)2MAN：Wi-MAX（802.16x）3WAN：2G、3G、4G4融合构建一个全空间的无线网络2021/9/1816 一、无线通信发展的现状几种无线通信技术Zigbee2021/9/1817 一、无线通信发展的现状几种无线通信技术蓝牙WiFiWiMaxWiMax2021/9/1818 二、各种无线通信的特点1.RFID(RadioFrequencyIdentification)一种非接触式的自动识别技术应用特点1应用特点3可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息可以同时对多个物体进行识读，条形码只能一个一个地读。应用特点22021/9/1819 二、各种无线通信的特点1.RFID(RadioFrequencyIdentification)2021/9/1820 二、各种无线通信的特点1.RFID(RadioFrequencyIdentification)2021/9/1821 二、各种无线通信的特点1.RFID(RadioFrequencyIdentification)2021/9/1822 二、各种无线通信的特点1.RFID(RadioFrequencyIdentification)识别距离1～30米，无须要光源工作速度实现每秒30个对象的识别，对付最大速度为<1m/s的运动目标.数据传输速度26kbps.低频RFID芯片(无源)工作在130kHz左右；高频RFID工作在13.56MHz左右。工作频率2021/9/1823 二、各种无线通信的特点1.RFID(RadioFrequencyIdentification)任何对象的读取、识别和跟踪任务可以受益于的RFID技术应用，特别是当每个数据都必须被写入到芯片、被授权用户修改以及防止对可分段存储器的非授权访问的场合，都可以采用该技术，如取代现行使用的条形码应用前景2021/9/1824 二、各种无线通信的特点1.RFID(RadioFrequencyIdentification)应用将继续以供应物流领域为主，在这个领域用RFID收发器进行包括各种各样的可移动货物/产品的记录和跟踪，在RFID收发器(信用卡大小的塑料/纸标签，内含芯片、射频部分和天线)上的必要存储将继续成为主要的应用。应用前景2021/9/1825 二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术蓝牙的来历英文：Bluetooth代表一种短距离无线通信技术“蓝牙”（Bluetooth）一词是一位丹麦国王的名字，在10世纪他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用“蓝牙”他的名字来命名这种短距离无线通信的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思。通过这种技术，可以将电子装置彼此通过无线连接起来，省去了传统的电线。2021/9/1826 二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术(Bluetooth)蓝牙使用的技术FrequencyHopping&TDMA蓝牙业务特征传输数据和语音蓝牙的应用为网络中的主从设备建立临时性的对等连接2021/9/1827 二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术(Bluetooth)蓝牙的技术标准IEEE802.15工作频段和带宽2.4GHz，1Mb/s传输距离10m通道指标1个异步数据通道(最高达721kb/s)3个并发的同步话音通道(64kb/s)1个同时传送异步数据和同步话音的通道2021/9/1828 二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术(Bluetooth)蓝牙体积小1cm×1cm×2mm美国德州仪器（TI）公司推出了单片蓝牙LSI。该产品将蓝牙的基带处理电路和RF收发器电路集成到一个CMOSLSI中。到目前为止只有英国CSR公司和美国Broadcom公司在研究这种LSI，TI首先实现了此类芯片的单片产品化。2021/9/1829 二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术(Bluetooth)蓝牙功耗低、价格低6美元左右，批量购买4美元采用四种工作模式，其最大消耗电流只有25mA2021/9/1830 二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术(Bluetooth)音频蓝牙发送蓝牙耳机2021/9/1831 二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术(Bluetooth)2021/9/1832 二、各种无线通信的特点2.蓝牙技术(Bluetooth)蓝牙适配器2021/9/1833 二、各种无线通信的特点3UWB（超宽带技术）什么是超宽带？“UWB”是超宽带无线技术的缩写。始于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术，主要用于军用雷达、定位和通信系统中。UWB技术最早是利用频谱极宽的超短脉冲进行通信。通信速度可以达到几百Mbit/秒以上。2021/9/1834 二、各种无线通信的特点3UWB（超宽带技术）1960’sUWB最初的定义源自于60年代兴起的军用脉冲通信技术，又被称为脉冲无线电（ImpulseRadio）技术。1972一种高灵敏的短脉冲接收设备被研制成功，进一步加速了UWB技术的研究和发展。1998美国国防部（DARPA）才正式启用超宽带（UWB）这一术语,该项技术采用上升沿和下降沿都很陡的基带脉冲直接通信。2002UWB技术首次获得了美国FCC的批准而用于民用通信，发布全球第一个民用UWB设备使用频谱规范，使UWB技术的研发骤然加速。2021/9/1835 二、各种无线通信的特点3UWB（超宽带技术）2005上半年2005年3月，WiMedia和Ecma提交WiMediaUWB平台规范,FCC批准MBOA-UWB、DS-UWB的高速产品测试。2005年下半年英国和日本政府监管部门批准UWB方案，支持UWB发展2006年国际电信联盟（ITU）在确定了各国频谱分配原则后，第一次核准UWB全球性监管标准建议2007ISO正式通过了WiMedia联盟提交的MBOFDM标准，正式成为第一个UWB技术的国际标准。2021/9/1836 二、各种无线通信的特点3UWB（超宽带技术）现在的UWB技术含义不同于早期的UWB技术含义2000年后，Intel、TI、Motorola等大公司开始研发高速UWB技术时，放弃了脉冲方法，不约而同地转而采用传统的载波调制技术，进行改造使其具有UWB技术的特点，并推出了多频带OFDM（MB-OFDM）和DS-CDMA两大主要方案。OFDM（MB-OFDM）和DS-CDMA这两种方案经过几年激烈的竞争，2007年3月，ISO正式通过了WiMedia联盟提交的MB-OFDM标准，WiMedia联盟最终在标准上胜出，正式成为UWB技术的第一个国际标准。2021/9/1837 二、各种无线通信的特点3UWB（超宽带技术）UWB技术标准IEEE802.15.4a传输速率<1Gbit/s传输距离10~20m工作频段3.1GHz和10.6GHz之间2021/9/1838 二、各种无线通信的特点3UWB（超宽带技术）2021/9/1839 二、各种无线通信的特点3UWB（超宽带技术）UWB的应用UWB技术的应用场景主要包括家庭、办公室、个人消费电子产品UWB技术的高传输带宽可以实现主机和显示屏、摄像头、会议设备、终端设备及投影仪之间的无线互连。2021/9/1840 二、各种无线通信的特点3UWB（超宽带技术）UWB的应用由于UWB技术已经可以提供相当于计算机总线的传输速率，这样个人终端就可以从互联网或局域网上即时下载大量的数据，因此将大部分数据存放在网络服务器的存储空间中，而不是保存在个人终端中。携带具有UWB功能的小巧终端，在任何地点都可以接入当地的UWB网络.。无线UWB接口取代现有USB接口的线缆连接，将成为UWB技术最有前途的应用。2021/9/1841 二、各种无线通信的特点3UWB（超宽带技术）UWB的应用2021/9/1842 二、各种无线通信的特点3UWB（超宽带技术）UWB的应用2021/9/1843 二、各种无线通信的特点4.Zigbee无线通信技术网络的现状Internet一个逻辑的网络预加载信息的方式C/S、B/S模式2021/9/1844 二、各种无线通信的特点4.Zigbee无线通信技术网络的现状问题：构建一个无处不在的、检测、控制真实世界的网络？Zigbee技术提供了一种解决方案2021/9/1845 二、各种无线通信的特点4.Zigbee无线通信技术主要用于构建无线个域网和无线传感网络什么是Zigbee技术？“Zig”的英文含义是“之字形”“Zag”的含义是“急转,急变”“Zigzag”的含义是“之字形跳变”“bee”是“蜜蜂”“Zigbee”一词源自蜜蜂群在发现花粉位置时，通过跳“Zigzag”形舞蹈来相互告知，达到交换信息目的2021/9/1846 二、各种无线通信的特点4.Zigbee无线通信技术什么是Zigbee技术？“ZigBee”被人们借来称呼一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。2021/9/1847 二、各种无线通信的特点4.Zigbee无线通信技术Zigbee技术是Zigbee联盟推出的基本情况Zigbee联盟在IEEE802.15.4协议上定义了网络层和应用层而形成的主要用于构建无线个域网和无线传感网络速率：根据不同的工作频段，有不同的速率：16-250k成本：每片Zigbee价格2美元2021/9/1848 二、各种无线通信的特点4.Zigbee无线通信技术特点距离：有效传输范围10～75m功耗：两节5号电池可供终端工作6个月以上速率：250kb/s(2.4G)40kb/s(915M)20kb/s(868M)成本：每片Zigbee价格2美元2021/9/1849 二、各种无线通信的特点4.Zigbee无线通信技术InternetGPRSZigbee协调器Zigbee协调器Zigbee传感节点Zigbee传感节点2021/9/1850 二、各种无线通信的特点4.Zigbee无线通信技术应用1.监控照明。Zigbee无线开关2021/9/1851 二、各种无线通信的特点4.Zigbee无线通信技术应用3.交通灯控制Zigbee节点Zigbee协调器控制逻辑2021/9/1852 二、各种无线通信的特点4.Zigbee无线通信技术应用3.配合传感器和激励器对制造、过程控制、农田耕作、环境及其它区域进行工业监控。GPRSPLMN2021/9/1853 二、各种无线通信的特点4.Zigbee无线通信技术应用4.带负载管理功能的自动抄表(AMR)，这可使得地产管理公司削减成本和节省电气能源。GPRSPLMNZigbee节点2021/9/1854 二、各种无线通信的特点4.Zigbee无线通信技术应用6.对病患、设备及设施进行医疗和健康监控。值班室Zigbee节点2021/9/1855 二、各种无线通信的特点5.WiFi无线通信技术什么是WiFi？全称WirelessFidelity，又称802.11b标准与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术主要特性为：速度快，可靠性高，在开放性区域，通讯距离可达305米，在封闭性区域，通讯距离为76米到122米，方便与现有的有线以太网络整合2021/9/1856 二、各种无线通信的特点5.WiFi无线通信技术WiFi的技术优势组网方式设置WiFi无线路由器，组网方便传输速率IEEE802.11b:11Mb/sIEEE802.11a/g:54Mb/s覆盖范围半径100m2021/9/1857 二、各种无线通信的特点5.WiFi无线通信技术Internet应用Internet高速无线接入WiFi无线路由器在热点区把多台计算机互相链接，以及链接到外围设备和互联网无线局域网WLAN2021/9/1858 二、各种无线通信的特点5.WiFi无线通信技术应用3G无线线接入技术的补充无线局域网WLANPLMNWiFi无线3G接入2021/9/1859 二、各种无线通信的特点5.WiFi无线通信技术应用无线局域网WLANInternetWiFi无线路由器IPTV空调打印机2021/9/1860 二、各种无线通信的特点6.WiMAX无线通信技术什么是WiMAX？全称WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess，即全球微波接入互操作性是一种基于IEEE802.16-2004标准的宽带无线技术最初该技术的目的在于统一固定无线接入的空中接口。基于802.16e的第二代WiMAX是支持移动特性的标准。2021/9/1861 二、各种无线通信的特点6.WiMAX无线通信技术WiMAX的特点Sprint成为美国首家宣布将采用WiMax技术构建4G网络的主流手机运营商。WiMAX建立在IP技术之上，顺应了宽度移动化发展大势，有着众多其他无线通信技术所不具有的优势。在理论上，WiMAX能实现的50公里的信号传输距离，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍。WiMAX最高可以70M的接入速度，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍2021/9/1862 二、各种无线通信的特点6.WiMax无线通信技术2021/9/1863 二、各种无线通信的特点6.WiMAX无线通信技术WiMAX的关键技术OFDM（正交频分复用）是一种多载波数字调制技术，它具有较高的频谱利用率，且在抵抗多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰上具有明显的优势。而OFDMA是利用OFDM的概念实现上行多址接入，每个用户占用不同的子载波，通过子载波将用户分开。OFDMA允许单个用户仅在部分子载波发送，降低了对发送功率的要求。OFDM/OFDMA2021/9/1864 二、各种无线通信的特点6.WiMAX无线通信技术WiMAX的关键技术HARQ技术因为提高了频谱效率，所以可以明显提高系统吞吐量，同时因为重传可以带来合并增益，所以间接扩大了系统的覆盖范围。在WiMAX技术的应用条件下（室外远距离），无线信道的衰落现象非常明显，WiMAX技术在链路层加入了HARQ机制，减少了到达网络层的信息差错，可大大提高系统的业务吞吐量。HARQ混合自动重传要求2021/9/1865 二、各种无线通信的特点6.WiMAX无线通信技术WiMAX的关键技术由于AMC技术需要根据信道条件来判断将要采用的编码方案和调制方案，所以AMC技术必须根据WiMAX的技术特征来实现AMC功能。由于WiMAX物理层采用的是OFDM技术，所以时延扩展、多普勒频移、PAPR值、小区的干扰等对于OFDM解调性能有重要影响的信道因素必须被考虑到AMC算法中，用于调整系统编码调制方式，达到系统瞬时最优性能。AMC(自适应调制编码)2021/9/1866 二、各种无线通信的特点6.WiMAX无线通信技术WiMAX的关键技术MIMO(多进多出)QoS机制睡眠模式2021/9/1867 二、各种无线通信的特点6.WiMAX无线通信技术WiMAX的优势实现更远的传输距离提供更高速的宽带接入提供优良的最后一公里网络接入服务提供多媒体通信服务2021/9/1868 二、各种无线通信的特点6.WiMax无线通信技术70Mbit/S10~50km的覆盖范围数据、语音图像、视频2021/9/1869 ThankYou!2021/9/1870 ZBQ-50/6型气动注浆泵——山东亿煤 ZBQ-50/6型气动注浆泵产品介绍ZBQ—50/6气动注浆泵主要用于矿井，地铁、隧道、水利、建筑等注浆堵水及破碎岩层的注浆凝结工程，也可以用于矿井适应的工作面预注浆。ZBQ—50/6气动注浆泵采用气压传动，体积小，重量轻，可无级调量，能定压自动调量，使用可靠，适用于井下作业。在易燃，易爆，强磁、辐射，多尘埃，温度变化大以及淋水的场所，均可以安全使用。kate005 ZBQ-50/6型气动注浆泵结构组成ZBQ-50/6型气动注浆泵的基本结构主要由管架、气缸、活塞、端盖、联接箱、液缸、进排浆缸、换向阀和一些辅助件组成。该泵出厂时配有φ60mm，φ100mm两种液缸和二个φ100m的套，注浆时根据需要可以更换液缸。更换时，先松开液缸左端4个M12螺母，拆下前缸盖，拿下壹捌伍伍叁柒壹伍柒陆伍液缸。当需φ60mm液缸时，只需拿下前后缸盖的套即可直接安装φ60mm的液缸；当需φ100mm液缸时，拿下前后缸盖上φ75mm的套，换上φ100mm的套便可安装φ100mm液缸。 ZBQ-50/6型气动注浆泵工作原理压缩空气通过球阀到二联体中分水滤气器，净化后的气体到定值式调压阀，在这之间装有一只气压表，可以观察进气压力及判断分水滤气器的滤杯是否堵塞，也可以判断调压阀的工作是否正常，调压阀上的气压表指示调kate005压后输出的气体压力，经过二联体中油雾器到二位五通换向阀及行程阀。气缸拉杆上的拨盘拨动行程阀，由行程阀控制换向阀，变换出气方向，推动气缸活塞作往复运动，气缸排出的废气通过消声器排到大气中去。气缸活塞拉杆直接推动液缸活塞，通过进排浆阀，完成吸排浆的工作，浆液通过混合器及注浆嘴，被压进井壁的孔眼，扩散到岩层的裂隙中去。二联体中定值调压阀，具有自动调节输出气体流量，而保持输出气体压力不变的性能，由此构成了该泵的闭环自动控制，使排液具有定压自动调量的性能。kate005 ZBQ-50/6型气动注浆泵型号意义ZBQ-50/6型气动注浆泵ZB——注浆泵Q——气动50——排量L/min6——压力MPa 谢谢观看'