基于ZigBee技术的数字显示系统设计

　　1 引言

　　随着管理科学的进步和计算机技术的发展，现今用于监控的数字显示系统往往要求能把各种参数，如电压、电流、温度、开关量等实时地显示在大屏幕上。然而当需要传输和显示的节点过多、数据量过大时，基于RS485等现场总线的数据传输系统往往由于其所能支持的节点数量有限而使系统结构和布线更为复杂，使系统可靠性降低。普通的显示屏也不能满足系统对所有节点数据同时显示监控的要求。

　　基于Zig Be e技术的数字分析显示系统采用ZigBee无线传输网络进行节点数据传输，以外围扩展的功能模块实现数据显示。与基于现场总线的网络相比，本系统具有以下特点：无需布设通讯线路，各设备之间实现无线自动组网连接，降低安装成本，提高系统可靠性;ZigBee各个模块具有集成度高、功耗低、成本低、体积小等优点，便于节能;系统各节点地址可以通过硬件设定，便于调试和维修。

　　2 ZigBee技术简介

　　Zig B e e 是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，是一种介于无线标记和蓝牙之间的技术提案。ZigBee的基础是IEEE 802.15.4，这是IEEE无线个人局域网(Personal Area Network, PAN)工作组的一项标准，被称作IEEE 802.15.4(ZigBee)技术标准。

　　ZigBee技术的特点包括以下几个方面：

　　(1)功耗低：工作模式下，ZigBee技术传输速率低，传输数据量小，因此信号的收发时间很短，功率低;在非工作模式下，ZigBee节点处于休眠模式，功耗低。据ZigBee联盟的估算，两节5号电池即可实现长达6个月到2年的使用时间。

　　(2)可靠性高：采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通讯业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突;节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个ZigBee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。

　　(3)时延短：针对试验敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。设备搜索时延典型值为30ms，休眠激活时延典型值为15ms，活动设备信道接入时延为15ms。

　　(4)网络容量大：ZigBee标准中规定一个ZigBee无线网络一般包含三种设备：协调器、路由器、终端节点，1个协调器可管理255个路由器，每个路由器可管理255个终端节点，最终可组成多达65 535个终端节点的大网络。

　　(5)安全性：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，64位出厂编号和支持AES-128加密。

　　基于以上特点，ZigBee技术主要应用于农业自动化、工业自动化、家庭自动化、遥测遥控、定位和医疗护理等方面。