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基于 ZigBee技术的智能家居方案研究 黄磊，付菲，闵华松 （武汉科技大学计算机学院，湖北武汉430065 ） 摘 要：分析了ZigBee 技术及家庭网络的特点。介绍了一种基于 ZigBee 技术的智能家居系 统。重点阐述了该系统的 ZigBee 应用部分，即用作信息感知、数据采集和传输的 ZigBee 无 线通信网络的一个方案设计。 关键词：ZigBee ；IEEE 802.15.4 ；智能家居；无线网络；家庭网关 中图分类号：TP277 文献标志码：A Research of Smart Home based on ZigBee Technology (School of Computer, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan Hubei 430065, China) Abstract: Analyze the characteristics of the ZigBee and home network 。A kind of Smart Home system based on ZigBee technology is introduced, and a precept of its ZigBee application part which used for information detecting 、data acquisition and transmission，is brought up 。 Key words ：ZigBee ；IEEE 802.15.4 ；Smart Home；wireless network ；home gateway 0 引言 智能家居网络系统是将家庭中各种与信息有关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置通 过家庭总线技术联网，进行有效控制和信息交换，同时将家庭网络与互联网相连，利用远程 监控系统，实现对家居的远程控制。尽管智能家居概念已提出多年，但由于相应的通信技术 及应用方面的发展速度缓慢，一直没有走向实用化。随着 ZigBee 技术的出现以及成熟，智 能家居可能在未来的二三年内加速走入人们的生活。ZigBee 模块可安装在电视、灯泡、遥 控器、空调系统、门禁系统和其它家电产品中，实现家居的照明、温/湿度、安全和电气智 能控制。通过 ZigBee 终端设备还可以收集家居的各种信息，传送到中央控制设备；或是通 过遥控达到远程控制的目的，提供家居生活自动化、网络化与智能化。 1 ZigBee 技术及其优势 ZigBee 技术是一种新兴的基于 IEEE 802.15.4 标准的近距离、低成本、低功耗、低速率 无线通讯技术。ZigBee 的协议架构是建立在IEEE802.15.4 标准基础之上的。IEEE 802.15.4 标准定义了 ZigBee 的物理层（PHY ）和媒体访问控制层（MAC ）；ZigBee 联盟则定义了 ZigBee 协议的网络层（NWK ）、应用层（APL ）和安全服务规范。 与Wi-Fi 、蓝牙等其它无线接入技术相比，ZigBee具有的优势有：（1）低速率：ZigBee 可以工作在全球广泛通用的2.4GHz频段以及欧洲的868MHz、美洲的915MHz，传输速率从 20kbps~250kbps ；（2 ）低功耗：工作模式下非常省电，并且支持休眠状态；（3 ）成本低；（4 ） 网络容量大，组网灵活：ZigBee 网络支持多种组网方式和大量的网络节点；（5 ）数据传输安 全可靠：ZigBee提供数据完整性检查和鉴权认证功能，采用AES-128加密算法，同时采取碰 撞避免机制。 家庭网络通讯具有这些方面的特点：①传输数据量小，无需太大的传输速度；② 网络 的容量要大，家庭中的各种设备多；③信息的实时性要好，时延要短。④成本要低。ZigBee 的技术特点决定了其能很好的满足家庭网络的上述需求。 2 基于ZigBee技术的智能家居系统方案 2.1 传统智能家居系统 国际上对智能家居网络的研究起源于20世纪70年代，主要集中在发达国家，如美国、日 本以及欧洲的德国、英国和法国等。我国对智能家居的研究比较晚，从智能家居开始兴起到 现在也经历了六