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LED智能照明的两种无线传输协议的比较

智能照明的出现伴随着物联网,LED照明和无线通信等技术的发展。它的典型特征是照明设备的场景可单独控制,方便灵活。它可以与其他智能信息系统(例如智能传感器网络,安全监控网络,智能能源网络等)无缝连接,以满足不同的需求。新颖的演示模式可满足智能照明的需求。因此,智能照明系统需要提供方便,易于操作的系统升级以适应不断变化的需求,而低功耗无线通信控制系统是其中的关键部分。作为智能工程的重要组成部分,智能照明也是物联网系统中更好的应用形式。基于低功率无线传输的智能照明解决方案将是未来的发展趋势。当前的市场环境越来越成熟,相关标准的建立将推动智能照明市场的发展。在低功率无线传输领域中使用了许多协议,并且尚未形成统一的传输规范。以目前两种主流的低功耗无线传输协议Zigbee和Jennet-IP的比较为例,分析低功耗传输协议的特点和发展方向。 1. Zigbee协议Zigbee协议具有体积小,成本低,功耗低,传输速率低的特点。它由摩托罗拉(美国),三菱(日本),飞利浦(荷兰),英维斯(英国)和其他公司于2002年开发。低功耗无线通信协议于2009年共同提出并开发。网络层和媒体访问层Zigbee协议的一部分使用IEEE802.15.4协议作为协议标准。 IEEE 802.15.4协议是由IEEE 802无线个人区域网络(WPAN,Wireless Personal Area Network)小组(成立于2000年12月)于2003年开发的。该协议于12月正式发布,包括其物理层和网络所采用的协议标准。 MAC层。 Zigbee联盟在2004年12月基于IEEE802.15.4定义的物理层(PHY)和媒体访问层(MAC)定义了网络层和应用层,从而发布了Zigbee无线通信协议。 (1)Zigbee无线通信协议的主要应用特点如下:①低功耗:与其他无线网络协议相比,Zigbee协议设备的功耗极低,设备寿命大大延长; ②可靠性强:Zigbee协议具有避免冲突的机制,采用专用的时间间隙方法来避免数据发送过程中的冲突;另外,在传输中使用自动路由模式以提高传输可靠性。 ③低传输速率:Zigbee协议支持的传输速率范围为10kb / s〜250kb / s; ④传输延迟小:Zigbee协议针对时延要求高的应用进行了优化,大大降低了通信时延。此外,Zigbee协议设备从睡眠状态激活的时间也大大减少了; 5支持大量节点:理论上Zigbee协议网络最多可支持65,000个节点的容量; ⑥强大的安全性:Zigbee协议可以为特定的应用需求提供相应的安全机制,并在CCM模式下采用AES。.128算法可以安全地保护数据。 (2)Zigbee协议的总体结构主要包括物理层(PHY),媒体访问层(MAC),网络/安全层和应用程序框架层。 ①PHY层主要负责控制无线收发器的打开和关闭,信道选择,能量检测,链路质量,通过物理介质发送和接收数据包等; ②MAC层主要负责信道访问,发送确认帧,时隙管理,信息信标管理,发送连接和断开连接请求等。此外,它还支持适当的安全机制,例如无冲突的载波侦听。多路访问(CSMA-CA),以及用于时间同步信标的可选超帧结构; ③安全层主要负责密钥管理,访问等功能; ④网络层主要负责LR-WPAN网络的联网和数据传输。 ⑤应用程序框架层主要负责提供应用程序软件接口(API),以在应用程序层实现设备管理。