ZigBee技术攻略
概述
“ZigBee”是什么?从字面上猜像是一种蜜蜂。因为“ZigBee”这个词由“Zig”和“Bee”两部分组成，“Zig”取自英文单词“zigzag”，意思是走“之”字形，“bee”英文是蜜蜂的意思，所以“ZigBee”就是跳着“之”字形舞的蜜蜂。不过，ZigBee并非是一种蜜蜂，事实上，它与蓝牙类似是一种新兴的短距离无线通信技术，国内也有人翻译成“紫蜂”。下面就让我们一起进入这只蜜蜂的世界，与蜂共舞吧!
这只蜜蜂的来头还是要从它的历史开始说起，早在上世纪末，就已经有人在考虑发展一种新的通信技术，用于传感控制应用(sensor and control)，这个想法后来在IEEE 802.15工作组当中提出来，于是就成立了TG4工作组，并且制定了规范IEEE 802.15.4。但是IEEE 802的规范只专注于底层，要达到产品的互操作和兼容，还需要定义高层的规范，于是2002年ZigBee Alliance成立，正式有了“ZigBee”这个名词。两年之后，ZigBee的第一个规范ZigBee V1.0诞生，但这个规范推出的比较仓促，存在一些错误，并不实用。此后ZigBee Alliance又经过两年的努力，推出了新的规范ZigBee 2006，这是一个比较完善的规范。据联盟最新的消息，今年年底将会发布更新版本的规范ZigBee 2007，这个版本增加了一些新的特性。
从ZigBee的发展历史可以看到，它和IEEE 802.15.4有着密切的关系，事实上ZigBee 的底层技术就是基于IEEE 802.15.4的，因此有一种说法认为ZigBee和IEEE 802.15.4是同一个东西，或者说“ZigBee”只是IEEE 802.15.4的名字而已，其实这是一种误解。实际上ZigBee和IEEE 802.15.4的关系，有点类似于WiMAX和IEEE 802.16，Wi-Fi和IEEE 802.11，Bluetooth和IEEE 802.15.1。“ZigBee”可以看作是一个商标，也可以看作是一种技术，当把它看作一种技术的时候，它表示一种高层的技术，而物理层和MAC层直接引用IEEE 802.15.4。事物是不断的发展变化的，尤其是通信技术，可以想象将来的ZigBee可能不会使用IEEE 802.15.4定义的底层，就跟蓝牙(Bluetooth)宣布下一代底层采用UWB技术一样，但是“ZigBee”这个商标以及高层的技术还会继续保留。
ZigBee协议栈速读
我们无法预料将来ZigBee会基于怎样的底层技术，只好从它现在的底层——IEEE 802.15.4开始了解，IEEE 802.15.4包括物理层和MAC层两部分。ZigBee工作在三种频带上，分别是用于欧洲的868MHz频带，用于美国的915MHz频带，以及全球通用的2.4GHz频带，但这三个频带的物理层并不相同，它们各自的信道带宽分别是0.6MHz, 2MHz和5MHz，分别有1个，10个和16个信道。不同频带的扩频和调制方式也有所区别，虽然都使用了直接序列扩频(DSSS)的方式，但从比特到码片的变换方式有比较大的差别;调制方面都使用了调相技术，但868MHz和915MHz频段采用的是BPSK，而2.4GHz频段采用的是OQPSK。我们可以以2.4GHz频段为例看看发射机基带部分的框图(如图1)，可以看到物理层部分非常简单，而IEEE 802.15.4芯片的低价格正是得益于底层的简单性。可能我们会担心它的性能，但我们可以再看看它和Bluetooth/IEEE 802.15.1以及WiFi/IEEE 802.11的性能比较(如图2)，在同样比特信噪比的情况下，IEEE 802.15.4要优于其他两者。直接序列扩频技术具有
一定的抗干扰效果，同时在其他条件相同情况下传输距离要大于跳频技术。在发射功率为
0dBm的情况下，Bluetooth通常能有10m作用范围，而基于IEEE 802.15.4的ZigBee在室内通常能达到30~50m作用距离，在室外如果障碍物较少，甚至可以达到100m作用距离;同时调相技术的误码性能要优于调频和调幅技术。因此综合起来，IEEE 802.15.4具有性能比较好的物理层。另一方面，我们可以看到IEEE 802.15.4的数据速率并不高，对于2.4GHz 频段只有250kb/s，而868MHz频段只有20kb/s，915MHz频段只有40kb/s。因此我们完全可以把它归为低速率的短距离无线通信技术。
图1 IEEE 802。15.4 物理层2.4GHz频段发射机基带框图
图2 几种无线通信技术性能比较
物理层的上面是MAC层，它的核心是信道接入技术，包括时分复用GTS技术和随机接入信道技术CSMA/CA。不过ZigBee实际上并没有对时分复用GTS技术进行相关的支持，因此我们可以暂不考虑它，而专注于CSMA/CA。ZigBee/IEEE 802.15.4的网络所有节点都工作在同一个信道上，因此如果邻近的节点同时发送数据就有可能发生冲突。为此MAC层采用了CSMA/CA的技术，简单来说，就是节点在发送数据之前先监听信道，如果信道空闲则可以发送数据，否则就要进行随机的退避，即延迟一段随机时间，然后再进行监听，这个退避的时间是指数增长的，但有一个最大值，即如果上一次退避之后再次监听信道忙，则退避时间要增倍，这样做的原因是如果多次监听信道都忙，有可能表明信道上的数据量大，因此让节点等待更多的时间，避免繁忙的监听。通过这种信道接入技术，所有节点竞争共享同一个信道。在MAC层当中还规定了两种信道接入模式，一种是信标(beacon)模式，另一种是非信标模式。信标模式当中规定了一种“超帧”的格式，在超帧的开始发送信标帧，里面含有一些时序以及网络的信息，紧接着是竞争接入时期，在这段时间内各节点以竞争方式接入信道，再后面
图4 ZigBee可靠的网状网组网方式
图5 ZigBee网络受到外部干扰
图6 通过更换路径避开干扰
时延也是一个重要的考察因素。由于ZigBee采用随机接入MAC层，并且不支持时分复用的信道接入方式，因此对于一些实时的业务并不能很好支持。而且由于发送冲突和多跳，使得时延变成一个不易确定的因素。
能耗特性是ZigBee的一个技术优势。通常情况下，ZigBee节点所承载的应用数据速率都比较低，在不需要通信的时候，节点可以进入很低功耗的休眠状态，此时能耗可能只有正常工作状态的千分之一。由于一般情况下休眠的时间占总运行时间的大部分，有时可能正常工作的时间还不到1%，因此达到很高的节能效果。在这种情况下，ZigBee的网络有可能依靠普通的电池连续运转一两年。当然，ZigBee节点能够方便的在休眠状态和正常运行状态
之间灵活的切换，和它底层的特性是分不开的。ZigBee从休眠状态转换到活跃状态一般只需要十几毫秒，而且由于使用直接扩频而不是跳频技术，重新接入信道的时间也很快。
最后是组网和路由特性，它们属于网络层的特性，ZigBee在这方面做得相当出色。首先是大规模的组网能力——ZigBee可以支持每个网络多达六万多个节点，相比之下，Bluetooth只支持每个网络8个节点。这是因为ZigBee的底层采用了直扩技术，如果采用非信标模式，网络可以扩展得很大，因为不需要同步。而且节点加入网络和重新加入网络的过程也很快，一般可以做到一秒以内甚至更快，而Bluetooth通常需要3s时间。在路由方面，ZigBee支持可靠性很高的网状网的路由，因此可以布设范围很广的网络，并且支持多播和广播的特性，能够给丰富的应用带来有力的支撑。
ZigBee应用浅谈
上面介绍了ZigBee的一些技术优势，也谈到了不足之处，目前有些说法把它跟其它他的无线技术，如Wi-Fi、Bluetooth、RFID、NFC等等进行类比，说某种技术不如另一种，甚至说某种技术要取代另一种，这样的说法是片面的。作为一种低速率的短距离无线通信技术，ZigBee有其自身的特点，因此应该有为它量身定做的应用，尽管在某些应用方面可能和其他技术重叠。下面就来简单看看ZigBee可能的一些应用，包括智能家庭、工业控制、自动抄表、医疗监护、传感器网络应用和电信应用。
智能家庭：家里可能都有很多电器和电子设备，如电灯、电视机、冰箱、洗衣机、电脑、空调等等，可能还有烟雾感应、报警器和摄像头等设备，以前我们最多可能就做到点对点的控制，但如果使用了ZigBee技术，可以把这些电子电器设备都联系起来，组成一个网络，甚至可以通过网关连接到Internet，这样用户就可以方便的在任何地方监控自己家里的情况，并且省却了在家里布线的烦恼。
工业控制：工厂环境当中有大量的传感器和控制器，可以利用ZigBee技术把它们连接成一个网络进行监控，加强作业管理，降低成本。
自动抄表：抄表可能是大家比较熟悉的事情，像煤气表、电表、水表等等，每个月或每个季度可能都要统计一下读数，报给煤气、电力或者供水公司，然后根据读数来收费。现在在大多数地方还是使用人工的方式来进行抄表，逐家逐户的敲门，很不方便。而ZigBee可以用于这个领域，利用传感器把表的读数转化为数字信号，通过ZigBee网络把读数直接发送到提供煤气或水电的公司。使用ZigBee进行抄表还可以带来其它好处，比如煤气或水电公司可以直接把一些信息发送给用户，或者和节能相结合，当发现能源使用过快的时候可以自动降低使用速度。
医疗监护：电子医疗监护是最近的一个研究热点。在人体身上安装很多传感器，如测量脉搏、血压，监测健康状况，还有在人体周围环境放置一些监视器和报警器，如在病房环境，这样可以随时对人的身体状况进行监测，一旦发生问题，可以及时做出反应，比如通知医院的值班人员。这些传感器、监视器和报警器，可以通过ZigBee技术组成一个监测的网络，由于是无线技术，传感器之间不需要有线连接，被监护的人也可以比较自由的行动，非常方便。
传感器网络应用：传感器网络也是最近的一个研究热点，像货物跟踪、建筑物监测、环境保护等方面都有很好的应用前景。传感器网络要求节点低成本、低功耗，并且能够自动组网、易于维护、可靠性高。ZigBee在组网和低功耗方面的优势使得它成为传感器网络应用的一个很好的技术选择。
电信应用：在2006年初的时候，意大利电信就宣布她研发了一种集成了ZigBee技术的SIM卡，并命名为“ZSIM”[5]。其实这种SIM卡只是把ZigBee集成在电信终端上的一种手段。而ZigBee联盟也在2007年4月发布新闻，说联盟的成员在开发电信相关的应用[6]。如果ZigBee技术真得可以在电信领域开展起来，那么将来用户就可以利用手机来进行移动支付，并且在热点地区可以获得一些感兴趣的信息，如新闻、折扣信息，用户也可以通过定位服务获知自己的位置。虽然现在的GPS定位服务已经做得很好，但却很难支持室内的定位，而ZigBee的定位功能正好弥补这一缺陷。
ZigBee的短距离无线通信技术概述 摘要：近年来，各种无线通信技术迅猛发展，极大提高了人们的工作效率和 生活质量。然而，在日常生活中，我们仍然被各种电缆所束缚，能否在近距 离范围内实现各种设备之间的无线通信?纵观目前发展较成熟的几大无线通 信技术，往往比较复杂，不但耗费较多资源，成本也比较高，并不适用于短 距离无线通信的场合。蓝牙技术的出现使得短距离无线通信成为可能，但是 其协议较复杂、功耗高、成本高等特点不太适用于要求低成本、低功耗的工 业控制和家庭网络。本文介绍了一种复杂度、成本和功耗都很低的低速率短 距离无线接入技术——ZigBee。该技术主要针对低速率传感器网络而提出， 它能够满足小型化、低成本设备（如温度调节装置、照明控制器、环境检测 传感器等）的无线联网要求，能广泛地应用于工业、农业和日常生活中。 关键字：无线通信技术，zigbee 一、引言 “ZigBee”是什么?从字面上猜像是一种蜜蜂。因为“ZigBee”这个词由“Zig”和“Bee”两部分组成，“Zig”取自英文单词“zigzag”，意思是走“之”字形，“bee”英文是蜜蜂的意思，所以“ZigBee”就是跳着“之”字形舞的蜜蜂。不过，ZigBee并非是一种蜜蜂，事实上，它与蓝牙类似是一种新兴的短距离无线通信技术，国内也有人翻译成“紫蜂”。下面就让我们一起进入这只蜜蜂的世界，与蜂共舞吧! 这只蜜蜂的来头还是要从它的历史开始说起，早在上世纪末，就已经有人在考虑发展一种新的通信技术，用于传感控制应用(sensor and control)，这个想法后来在IEEE 802.15工作组当中提出来，于是就成立了TG4工作组，并且制定了规范IEEE 802.15.4。但是IEEE 802的规范只专注于底层，要达到产品的互操作和兼容，还需要定义高层的规范，于是2002年ZigBee Alliance成立，正式有了“ZigBee”这个名词。两年之后，ZigBee的第一个规范ZigBee V1.0诞生，但这个规范推出的比较仓促，存在一些错误，并不实用。此后ZigBee Alliance 又经过两年的努力，推出了新的规范ZigBee 2006，这是一个比较完善的规范。据联盟最新的消息，今年年底将会发布更新版本的规范ZigBee 2007，这个版本增加了一些新的特性。
物联网专业需要看的书籍
课程1、物联网产业与技术导 论使用电子工业出版社《物联网：技术、应用、标准、安全与商业模式》等等教材。在学完高等数学，物理，化学，通信原理，数字电路，计算机原理，程序设计原理等课程后开设本课程，全面了解物联网之RFID、M2M、传感网、两化融合等技术与应用。 课程2、C语言程序设计使用清华大学出版社《C语言程序设计》等教材。物联网涉及底层编程，C语言为必修课，同时需要了解OSGi，OPC，Silverlight等技术标准 课程3、Java程序设计，使用机械工业出版社《Java语言程序设计教程》等教材。物联网应用层，服务器端集成技术，开放Java技术也是必修课，同时需要了解Eclips e,SWT, Flash, HTML5,SaaS等技术 课程4、无线传感网络概论，使 用无线龙通讯科技出版社《现代无线传感器网络概论》、北京航空航天大学出版社《短距离无线通讯入门与实战》等教材。学习各种无线
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2016年秋|物联网技术基础|本科（试卷） 1. 以下关于EPC-96I型编码标准的描述中错误的是( )。 (A) 用来标识是哪一类产品的对象分类字段长度为24位 (B) 用来标识产品是由哪个厂家生产的域名管理字段长度为28位 (C) 用来标识每一件产品的序列号字段长度为36位 (D) 用来标识编码标准版本的版本号字段长度为6位 分值：2 2. 以下关于入侵检测系统特征的描述中，错误的是( )。 (A) 监测和发现可能存在的攻击行为，采取相应的防护手段 (B) 重点评估DBMS系统和数据的完整性 (C) 检查系统的配置和漏洞 (D) 对异常行为的统计分析，识别攻击类型，并向网络管理人员报警 分值：2 3. 基于物联网的智能安防系统不具有的特点是( )。 (A) 覆盖范围更
小 (B) 更实时 (C) 更全面 (D) 更智慧 分值：2 4. 以下关于ADSL接入技术的描述中错误的是( )。 (A) 从互联网下载文档的信道称为上行信道 (B) 数字用户线是指从用户家庭、办公室到本地电话交换中心的一对电话线 (C) 家庭用户需要的下行信道与上行信道的带宽是不对称的 ADSL技术可以最大限度地保护电信运营商在组建电话交换网方面的投 (D) 资 分值：2 5. 以下关于数据增长特点的描述中错误的是( )。 新的数据种类与新的数据来源在不断增 (A) 长
(B) 同一类数据的数据量在快速增长 (C) 数据量单位的增长在加快 (D) 数据增长的速度在加快 分值：2 6. 基于物联网技术的环境监测网络不具有的特点是( )。 监测更加精 (A) 细 监测更加全 (B) 面 监测数据更 (C) 少 监测更加实 (D) 时 分值：2 7. 下面关于智能医疗环境中的医院信息系统的描述中错误的是( )。
OHY研修笔记之“物联网应用技术”01 CC2530单片机开发技术开发环境搭建与快速入门攻略 广东职业技术学院 2017年4月15日
【引言】 在本次笔记中讲述2部分内容： 第一部分：CC2530的开发环境搭建。 第二部分：建立第一个工程-LED跑马灯程序。 通过这两部分的学习，完成掌握了CC2530单片机的开发流程，通过一个LED 跑马灯程序，快速掌握IAR开发环境下CC2530单片机的工程创建、代码编写、程序编译、仿真调试和代码烧写，达到快速入门的目的。 第一部分：CC2530的开发环境搭建 由于CC2530使用的是8051内核，需要选用IAR的IAR Embedded Workbench for 8051版本，作为开发环境。这里需要安装四个内容：IAR软件、CC Debugger 仿真器驱动、烧写软件SmartRF Flash Programmer和Z-Stack协议栈。 一、IAR开发环境的安装 1、打开“IAR-EW8051-8101”文件中的“ew8051”文件夹，运行setup.exe程序，安装8.10.1版本的IAR软件，点击下一步即可License输入界面。 2、因为在要输入License的对话框中要输入序列号，先运行“IAR-EW8051-8101”文件中keygen.exe软件，生成相关的信息。
3、先输入License number，然后下一步。 4、再输入对应的License Key，点击下一步。 5、选择Custom安装。
6、选择所需要安装的组件。 7、如有需要可以更改安装的路径。 8、然后一直下一步到Install，开始安装
计算机科学与技术物联网专业方向介绍 什么是物联网工程师？当然就是从事物联网技术的人员。“物联网技术”的核心和基础,仍然是“互联网技术”，是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术;其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间，进行信息交换和通讯。因此，物联网技术的定义是：通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。 一、专业简介 物联网(The Internet of Things，简称IOT)，是指“物物相连的互联网”，即通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等多种信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。物联网被认为是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，已列为国家战略性新兴产业，并写入十二五规划纲要。政府将采取多项措施支持企业开展物联网技术创新与应用，物联网产业及其相关技术具有广阔的发展空间。 本专业适应国家战略性新兴产业发展的需求，培养德、智、体全面发展，系统地掌握计算机软件相关技术和物联网工程领域的专门知识与关键技术，具备综合运用软件技术、信息技术、现代传感器、信息处理和嵌入式等技术进行信息标识、获取、处理、传输和控制等物联网工程的实践能力，能够在软件行业和物联网应用相关的各行业中从事科学研究、系统集成、设备制造、关键技术研发和推广、网络运营和管理等工作的高素质应用型复合人才。 二、物联网核心技术该如何学习？需要什么样的基础 物联网和其他专业来比，学习门槛基本是一样的，没有什么特殊要求。物联网是偏重于硬件设计，所以学员大学所学专业最好是硬件相关的专业，例如电子、自动化控制、通信、精仪等专业，学习物联网非常适合，对于纯软件开发专业的学员，没有基本的硬件技术基础，学习物联网刚开始会有一些困难。以物联网培训机构华清远见的专业培训课程大纲为例，可以更直观更系统的了解物联网工程师所需掌握的一些基本技能：* 数字电路基础 * 模拟电路基础 * 计算机组成原理 * C 语言基础 * 常用仪器仪表的使用（万用表、示波器等） * 低功耗 ARM 处理器与接口技术 ARM Cortex-M0 开发、ARM Cortex-M3 开发、ARM Cortex-M4 开发、接口开发； * Cadence 原理图及 PCB 电路设计 Capture 原理图设计规范、原理图原件库建立方法、层次图的设计方法、Allegro PCB 设计规范、PCB 原件库的建立、设计规则添加、多层电路板的设计方法、高速 PCB 设计理论、制作 PCB 电路板流程； * 实时操作系统 * 传感器与无线传感网络
基于Zigbee技术的智能家居系统设计方 家居设备通过Zigbee 进行无线组网，把家居设备的信息和数字视频传输到因特网网络上， 进行实时的显示并进行后续的利用和控制；同时将收集各处传输进来的数字视频信息进行后续的处理和识别。如入侵检测，人脸检测和识别等。 智能家居又称为智能住宅，在国外常用Smart Home 表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electr ON ic Home、E-home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Net/Networks for Home）、网络家居（NetworkHome）、智能家庭/建筑（Intel ligent Home/Building）等。 智能家居系统利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全。智能家居可以提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流通畅，优化人们的生活方式，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。 1 项目概述 1.1 智能家居发展概况 智能家居是利用先进的计算机技术、嵌入式系统和网络通讯技术，将家庭中的各种设备（如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电）通过家庭网络连接到一起的，自从美国在1984 真正的智能建筑出现以来，国外已经有将近30 年的研究历史，而国内在这方面的研究相对较晚，从2003 年才逐步应用于高端市场，而且标准不统一，如海信、海尔、清华大学等大家各自为营。由于智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化和个性化的独特魅力，使得智能家居的开发与建设成为21 世纪科技发展的必然趋势。随着全球对能源和环境的要求越来越高，而智能家居在节能方面的效果优势非常明显，因此具有非常广阔的市场前景。 1.2 开发板主要参数 本项目所使用开发板为Real6410 开发板，采用三星公司的ARM11 内核的处理器 S3C6410.开发板上还集成了123 M的DDR 内存以及1 GB NandFlash, 同时预留了
智能家居控制系统功能与系统特点 智能家居控制系统，是以智能家居系统为平台，家居电器及家电设备为主要控制对象，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施进行高效集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的控制管理系统，提升家居智能、安全、便利、舒适，并实现环保控制系统平台。智能家居控制系统是智能家居核心，是智能家居控制功能实现的基础。 系统特点 1、系统构成灵活。从总体上看，智能家居控制系统是由各个子系统通过网络通信系统组合而成的。你可以根据需要，减少或者增加子系统，以满足需求。 2、操作管理便捷。智能家居控制的所有设备可以通过手机，平板电脑，触摸屏等人机接口进行操作，非常方便。 3、场景控制功能丰富。可以设置各种控制模式，如离家模式，回家模式，下雨模式，生日模式，宴会模式，节能模式等，极大满足生活品质需求。 4、信息资源共享。可以将家里的温度，湿度，干燥度发布到网上，形成整个区域性的环境监测点，为环境的监测提供有效有价值的信息。 5、安装、调试方便。即插即用，特别用无线的方式，可以快速部署系统。 智能家居各个控制系统
1、家庭网络系统 在办公室，在出差的外地，只要是有网络的地方，您都可以通过Internet 来登陆到您的家中，在网络世界中通过一个固定的智能家居控制界面来控制您家中的电器，提供一个免费动态域名。主要用于远程网络控制和电器工作状态信息查询，例如您出差在外地，利用外地网络计算机，登陆相关的IP地址，您就可以控制远在千里之外您自家的灯光，电器，在返回住宅上飞机之前，将您家中的空调或是热水器打开。 2、家居布线系统 通过一个总管理箱将电话线、有线电视线、宽带网络线、音响线等被称为弱电的各种线统一规划在一个有序的状态下，以统一管理居室内的电话、传真、电脑、电视、影碟机、安防监控设备和其他的网络信息家电，使之功能更强大、使用更方便、维护更容易、更易扩展新用途。实现电话分机，局域网组建，有线电视共享等。 3、家居照明控制系统 实现对全宅灯光的智能管理，可以用遥控等多种智能控制方式实现对全宅灯光的遥控开关，调光，全开全关及“会客、影院”等多种一键式灯光场景效果的实现;并可用定时控制、电话远程控制、电脑本地及互联网远程控制等多种控制方式实现功能，从而达到智能照明的节能、环保、舒适、方便的功能。 4、智能家居中央控制管理系统 即能够控制所有的智能家居控制系统，减少成本让功能最大化，从实用的角度让很多功能实现尽量简洁有效的控制，实现让用户仅需要在系统整合智能家居产品里面就可以做到灯光控制、电器控制、安防报警、背景音乐、视频共享以及弱电信息六大功能。 5、家庭环境控制系统 最新的家庭环境监测设备，可以检测包括甲醛、PM2.5、湿度、温度等在内的环境数据，能够与场景组合联动。可以通过定时，与多功能二氧化碳探测器联动，自动调节室内空气质量为您解决普通住宅制冷加热空气内循环带来的空气质量低的问题，二十四小时置换全新系统，将室内空气完全置换到室外，大幅提高空气质量。
项目一物联网智能物流基础实践环境搭建 一、教学目标 1、掌握物联网实训平台软、硬环境。 2、掌握物联网实验环境快速搭建。 3、掌握物联网实训平台的基础实训（ARM网关配置、物理地址烧写、平台用户接口二次开发）。 二、教学内容 1.1 物联网实验平台 1、平台基础配置 本次物联网师资培训主要以物联网实验平台(EBox300）为基础，他整合近年来物联网技术方向总体软硬件的资源，面向高校物联网专业应用和物联网相关实验室建设的综合实验平台。该系统以强大的ARM11网关为核心，板载丰富的主流物联网技术通讯模块资源，包括ZigBee无线传感器网络模块、RFID射频读卡模块、GSM/GPRS通讯模块、wifi等，另可直接外扩CMOS摄像头等设备。实验平台软件配套丰富的网关和模块基础实验以及生动的功能演示应用案例。 图1-1 物联网实验平台EBox300 EBox300物联网教学实验套件包括硬件设备、软件资源、实验资源三大部分。硬件设备包括7个无线节点模块、7个传感器模块、RFID模块、嵌入式网关和其他配套设备。无线节点模块使用的是目前市场上主流使用CC2531模块。软件资源包括无线传感器网络软件、嵌入式网关软件和PC Server端管理软件，实验资源采用由简单到复杂的设计模式，引导学员很好的掌握物联网开发要领，为物联网工程应用打下坚实的基础，并能通过不同传感器的特性、不同网络的组成形式以及RFID技术，开发出更多实用性强的物联网应用模式。 2、平台特性 强大的智能网关，支持ARM11、CortexA8两系列核心板，中、高端处理器任意选择，支
持Linux、Wince、Android多操作系统； 标配7个Zigbee无线传感器模块，并支持硬件传感器扩展接口，方便扩展其他类型传感器； 标配wifi、无线RFID读写器、2/3G模块、摄像头模块，涵盖目前主流物联网应用技术； 强大的平台网络监控软件，实验平台数据采集和控制协议公开，支持二次开发，方便新增设备接入； 实验平台软件支持脚本二次开发，支持图形化开发，轻松实现对所有设备的控制； 多种应用：智能交通，智慧城市，智慧农业，智能家居等； 提供完善的配套实验教程。 （1）硬件平台参数 EBox300系统参数 操作系统WindowsCE/Linux/Android 传感网协议Z-Stack(ZigBee2007/PRO) 无线标准（Wi-Fi）IEEE 802.11a/b/g、ZigBee2007/PRO 远程网络标准TD-SCDMA、GPRS、GSM 传感数据采集高精度温湿度、光感传感器、压力传感器、3轴加速度传感器、220V 继电器、红外感应传感器、烟雾传感器、酒精传感器、红外对管、霍尔传感器 视频采集标配30万像素CMOS摄像头 传感节点标配7个低功耗CC2531无线模块 RFID标准符合ISO/IEC 14443 TYPE A/Mifare标准 显示7寸800*480真彩色触摸液晶 接口以太网，USB，串口，语音，JATG，SD卡，VGA 接口以太网，USB，串口，语音，JATG，SD卡，VGA 物联网服务器及应用软件1、Zigbee网络节点拓扑图及节点管理； 2、传感网络数据实时采集、图形化显示； 3、RFID基础实验及演示程序； 4、智能家居演示及实践系统； 5、物联网应用图形化开发平台； 6、完成整个实验平台消息、流程的解析。 ARM网关管理软件1、完成设备接入类型自动识别； 2、提供远端通信方式选择、设置； 3、完成传感网络的数据收集、处理； 4、完成与PC服务器软件的数据上报。 应用演示1、环境监测系统演示实验； 2、校园一卡通系统演示实验； 3、智能家居演示实验； 4、基于ZIGBEE的RFID读写器演示实验； 5、低功耗的无线传感网络设计与实践实验； 6、物联网综合数据处理平台实验； 7、移动支付实验。
Zigbee技术主流芯片调研 1、Zigbee芯片调研 当今市场已有大量集成Zigbee协议和射频电路的芯片。以下是市场上主流的生成Zigbee的公司及其生产的典型Zigbee芯片。 公司TI FREESCALE ATMEL Nordic 芯片CC2530 MC1321 AT86RF230 nRF24E1/nRF9E5 MCU内核8051 HCS08 无（通过SPI接口由外 接MCU连接） 8051 通过在淘宝上的调查，TI公司的CC2530和FREESCALE的MC1321用户量比较大，有大量的公司提供基于这两款芯片的Zigbee模块，使用这些模块可以减少大量的硬件调试工作，而较容易的实现我们所需的传输功能。以下就这两类主流芯片进行详细介绍。 1.1 CC2530调研 CC2530是市场最主流的Zigbee芯片，TI公司推出的ZIGBEE网络处理器，将复杂的ZIGBEE网络协议栈，处理成了简单的用户接口命令，用户只要使用任何简单的单片机（微控制器），就可以容易的实现对ZIGBEE网络的控制；TI推出这个芯片的目的，就是希望ZIGBEE容易被使用。CC2530是TI公司推出的最新一代ZigBee标准芯片，适用于2.4GHz、IEEE802.15.4、ZigBee和 RF4CE应用。 CC2530包括了极好性能的一流RF收发器，工业标准增强性8051MCU，系统中可编程的闪存，8KB RAM以及许多其它功能强大的特性，可广泛应用在2.4-GHzIEEE802.15.4系统，RF4CE遥控制系统，ZigBee系统，家庭/建筑物自动化，照明系统，工业控制和监视，低功耗无线传感器网络，消费类电子和卫生保健。主要参数如下：
IT十大热门技术 二十一世纪进入信息时代，席卷全球的信息科技给人类的生产和生活方式带来了深刻的变革，信息产业已成为推动国家经济发展的主导产业之一。 IT 技术代表着这个世界的高科技，它促使世界联系得更紧密，加快人们获取信息和分享信息的节奏。 关键词：IT 十大热门技术信息 1、大数据 大数据是指在无法在一定范围时间内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。 大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。大数据在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合，具有海量的数据数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低四大特征。 大数据必然无法用单台的计算机进行处理，必须采用分布式架构，依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术。 2、物联网 物联网是通过RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品通过物联网与域名相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。 在国家大力推动工业化和信息化两化融合的大背景下，物联网会是工业乃至更多行业的信息化过程中，一个比较现实的突破口。
物联网传感器已在上海得到应用；ZigBee无线路灯照明节能环保技术已应用；智能交通系统是利用现代信息技术为核心，利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术，实现对交通的实时控制与指挥管理。 3、3D打印 3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。 3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。 4、电子政务 电子政务是运用计算机、网络和通信等现代化技术手段，实现政府组织结构和工作流程的优化重组，超越时间、空间和部门分隔的限制，建成一个精简、高效、廉洁、公正和政府运作模式，以便全方位地向社会提供优质、规范、透明、符合国际水准的管理与服务。 电子政务是必须借助于电子信息化硬件系统、数字网络技术和相关软件技术的综合服务系统，是处理与政府有关的公开事务，内部事务的综合系统，是新型的、先进的、革命性的政务管理系统。 5、云计算
第2章ZigBee技术及协议分析 2.1 ZigBee技术的发展及其特点⑴ 长期以来，低成本、短距离、低传输率、低功率的无线通讯市场一直存在着。蓝牙（Bluetooth）技术的出现曾让玩具制造商、家庭自动化控制以及工业控制等业界从业者兴奋不已，尽管蓝牙技术有很多优点，但是高昂的价格和其存在的技术缺陷严重影响了这些厂商的使用意愿。对于工业控制、家庭自动化控制等领域 而言，蓝牙技术过于复杂、功耗过大、距离近、组网规模达不到应用要求等，而工业自动化等领域对无线通信的需求越来越大。因此，经过人们的努力，于2004年正式推出了ZigBee协议规。 ZigBee的发展基础是IEEE802.15.4标准，它是一种新型的短距、低速、低功耗的无线通信技术，其前身是INTEL、IBM等产业巨头发起的“ HomeRF Lite” 无线技术。负责起草IEEE802.15.4标准的工作组于2000年成立，2002年美国摩托罗拉（Motorola）公司、荷兰菲利普斯（Philips）公司、英国Invensys公司、日本三菱电器公司等发起成立了ZigBee联盟，。到目前为止，ZigBee联盟已有200 多家成员企业，而且还在迅速壮大中。这些企业包裹半导体生产商、IP服务提 供商以及消费类电子厂商等，而这些公司都参加了IEEE802.15.4工作组，为ZigBee物理和媒体控制层技术标准的建立做出了它们的贡献。 2004年ZigBee1.0（又称ZigBee2004）诞生，它是ZigBee的第一个规，这使 得ZigBee有了自己的发展基本标准。但是由于推出仓促存在很多不完善的地方，因此在2006年进行了标准的修订，推出了ZigBee1.1 （又称ZigBee2006），但是该协议与ZigBee1.0是不兼容的。ZigBee1.1相较于ZigBee1.0做了很多修改，但是ZigBee1.1仍无法达到最初的设想，于是在2007年再次修订（称为 ZigBee2007/PR0），能够兼容之前的ZigBee2006,并且加入了ZigBee PRO部分，此时ZigBee联盟更专注于以下三种应用类型的拓展：家庭自动化（HA ）、建筑/ 商业大楼自动化（BA，以及先进抄表基础建设（AMI ）。 随着ZigBee标准的完善以及各软件以及硬件厂商的不断努力，用于ZigBee 开发的软硬件正趋于完善，ZigBee技术的实用化不断推进，其使用领域不断拓展。使ZigBee技术在2004年就被列为当今世界发展最快、市场前景最广阔的十大高新技术之一。 ZigBee技术有以下几个方面的特点：
物联网智能枪支管理 系统 2016年4月 目录
第一章系统概论 背景 随着中国国防科技现代化的建设，中国的军队武器装备管理水平有了很大程度的提高，运用现行RFID无线射频技术，可以有效管理军队武器装备携出、归还、保养修护、物流管理、帐籍清点……等作为，通过先进的信息设备逐项纪录，减少纸本纪录誊写、大幅降低人力工时。我们就RFID技术运用于军队军械柜枪支出入管理提出解决方案。 有效的利用无线射频技术和网络技术，为现代化的军队管理提供了有效的平台。我们知道大部分军事单位的网络与外界是隔离的。因此信息管理的方式需要有效辅助管理手段。出现问题后，可以追查泄密的渠道，确定责任人，为枪支出入枪柜及军械库提供智能化安全管理。 解决方案 远距离射频射频（RFID）系统是由我公司研发的高科技产品，填补了国内自动射频技术领域的一项空白，产品处于国内领先水平。该系统产品可专门用于军械柜枪支出入的自动抄号识别，是一种高性能的编组调度和防作弊的自动识别技
术；是一种能有效对枪支出入进行联网监管的重要科技手段，是进行跟踪管理统计管理的有效工具。 武器装备自动化管理系统，是在进出的监管区实时采集枪支所携带的射频卡信息，并可与捆绑在一起的计算机网络，实现枪支管理信息与管理部门之间的电子数据实时传递，使枪支出入实现自动化和信息化。该技术成果的实现至少解决了如下几方面问题。 1、管理人员实时掌握枪支的状况，实现信息透通的管理方式； 2、解决了人工统计易出现人为差错，和信息交流不及时的传统管理模式； 3、减少了人工统计的工作量，提高作业效率； 4、从技术手段上遏制不轨行为的发生。 根据党和国家对军事枪支的管理需求和实际环境情况，我们研制出以先进的无线射频（RFID）技术为核心的“军械柜枪支出入管理系统”，此系统是在枪支实物中植入一种新型电子标签，当此枪支经过出入口的时候，会被出入口的天线发现，天线将信息传回读写器进行处理，系统可进行报警或自动记录，为各军事单位的军事枪支的安全管理提供了有效的辅助管理技术手段。 军械柜枪支出入管理系统的工作原理是：贴有射频标签卡的枪支实时处于读写器天线的控制之中，正常出入库时（正常值勤、擦枪等）通过软件操作可以实现正常管理，出现意外，没有通过软件操作，系统会报警，并及时将相关的信息通知到管理终端，枪械管理员可以根据具体情况，通过管理软件运用系统对枪械进行管理。 第二章需求分析 根据贵方对物联网仓储建设的指导思想，结合创羿多年对于军队物联网信息化建设经验，目前军队还需完善智能枪支弹药库管理系统、岗哨管理管理系统、车辆出入管理系统、新增应急报警联动系统。 智能枪支管理系统 枪支管理系统主要用于枪支仓储进出自动化管理，由安装在枪支上的ZIGBEE电子标签、定向读卡器、手持读写器、管理中心网络管理设备及其管理软件组成。当携带ZIGBEE电子标签的枪支通过仓库设定的射频感应区域时，系统通过枪支标签实现自动化的存货、取货及仓库中的快速盘点、物资监控等操作。通过科学的编码，还可方便地对枪支的信息等进行动态的管理。如下：
第2章 ZigBee技术及协议分析 2.1 ZigBee技术的发展及其特点]1[ 长期以来，低成本、短距离、低传输率、低功率的无线通讯市场一直存在着。蓝牙（Bluetooth）技术的出现曾让玩具制造商、家庭自动化控制以及工业控制等业界从业者兴奋不已，尽管蓝牙技术有很多优点，但是高昂的价格和其存在的技术缺陷严重影响了这些厂商的使用意愿。对于工业控制、家庭自动化控制等领域而言，蓝牙技术过于复杂、功耗过大、距离近、组网规模达不到应用要求等，而工业自动化等领域对无线通信的需求越来越大。因此，经过人们的努力，于2004年正式推出了ZigBee协议规。 ZigBee的发展基础是IEEE802.15.4标准，它是一种新型的短距、低速、低功耗的无线通信技术，其前身是INTEL、IBM等产业巨头发起的“HomeRF Lite”无线技术。负责起草IEEE802.15.4标准的工作组于2000年成立，2002年美国摩托罗拉（Motorola）公司、荷兰菲利普斯（Philips）公司、英国Invensys公司、日本三菱电器公司等发起成立了ZigBee联盟，。到目前为止，ZigBee联盟已有200多家成员企业，而且还在迅速壮大中。这些企业包裹半导体生产商、IP服务提供商以及消费类电子厂商等，而这些公司都参加了IEEE802.15.4工作组，为ZigBee物理和媒体控制层技术标准的建立做出了它们的贡献。 2004年ZigBee1.0（又称ZigBee2004）诞生，它是ZigBee的第一个规，这使得ZigBee有了自己的发展基本标准。但是由于推出仓促存在很多不完善的地方，因此在2006年进行了标准的修订，推出了ZigBee1.1（又称ZigBee2006），但是该协议与ZigBee1.0是不兼容的。ZigBee1.1相较于ZigBee1.0做了很多修改，但是ZigBee1.1仍无法达到最初的设想，于是在2007年再次修订（称为ZigBee2007/PRO），能够兼容之前的ZigBee2006，并且加入了ZigBee PRO部分，此时ZigBee联盟更专注于以下三种应用类型的拓展：家庭自动化（HA）、建筑/商业大楼自动化（BA）以及先进抄表基础建设（AMI）。 随着ZigBee标准的完善以及各软件以及硬件厂商的不断努力，用于ZigBee 开发的软硬件正趋于完善，ZigBee技术的实用化不断推进，其使用领域不断拓展。使ZigBee技术在2004年就被列为当今世界发展最快、市场前景最广阔的十大高新技术之一。
ZigBee 技术概述 1ZigBee 技术简介 (1) 2 ZigBee 结构 (2) 2.1物理层 (2) 2.2MAC 层 (4) 2.3网络层 (6) 2.4应用层 (7) 1ZigBee 技术简介 ZigBee 技术是一种近距离、低功耗、低成本、低传输速率的具有统一技术标准的短距离无线通信技术，符合IEEE 802.5.4标准，主要适用于工业、家庭自动控制以及远程控制领域，目的是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制。 ZigBee技术并不是完全独有、全新的标准。它的物理层、MAC层采用了IEEE 802.15.4(无线个人区域网)协议标准，并在此基础上进行了完善和扩展。其网络 层、应用会聚层和高层应用规范由ZigBee联盟进行了制定。 根据IEEE 802.15.4协议标准，ZigBee的工作频段分为3个频段，这3个工作频段相距较大，而且在各频段上的信道数目不同，因而，在该项技术标准中，各频段上的调制方式和传输速率不同。它们分别为868MHz、915MHz和2.4GHz, 其中2.4GHz 频段上，分为16个信道，该频段为全球通用的工业、科学、医学(ISM) 频段，且该频段为免付款、免申请的无线电频段，在该频段上，数据传输速率为250kbPs,另外两个频段为868⑼5MHz，其相应的信道数分别为10个信道和1 个信道，传输速率分别为40kbPs和20kbPso 在网络性能上，ZigBee 设备可构造星型网络或者点对点网络，在每一个ZigBee 组成的无线网络内，连续地址码分为16bit短地址或者64bit长地址，可容纳的最大网络设备个数分别为216个和264个，具有较大的网络容量。 在无线通信技术上，采用免冲突多载波信道接入(CSMA/CA) 方式，有效地避免了无线电载波之间的冲突，此外，为保证数据传输的可靠性，建立了完整的应答通信协议。 ZigBee设备为低功耗设备，其发射功率为0-3.6dBm，通信距离为30-70m, 具有能量检测和链路质量指示能力，根据这些检测结果，设备可自动调整发射功率，在保证通信链路质量的条件下，最小地消耗设备能量。 为保证ZigBee设备之间通信数据的安全保密性，ZigBee技术采用了密钥长度为128位的加密算法，对所传输的数据信息进行加密处理。ZigBee技术主要 由以下优点： 1)低功耗：在低功耗待机模式下，两节普通的五号电池支持长达6 个月到
ZigBee技术概述 1ZigBee技术简介 (1) 2 ZigBee结构 (2) 2.1物理层 (2) 2.2 MAC层 (4) 2.3 网络层 (6) 2.4 应用层 (7) 1ZigBee技术简介 ZigBee技术是一种近距离、低功耗、低成本、低传输速率的具有统一技术标准的短距离无线通信技术，符合IEEE 802.5.4标准，主要适用于工业、家庭自动控制以及远程控制领域，目的是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制。 ZigBee技术并不是完全独有、全新的标准。它的物理层、MAC层采用了IEEE 802.15.4(无线个人区域网)协议标准，并在此基础上进行了完善和扩展。其网络层、应用会聚层和高层应用规范由ZigBee联盟进行了制定。 根据IEEE 802.15.4协议标准，ZigBee的工作频段分为3个频段，这3个工作频段相距较大，而且在各频段上的信道数目不同，因而，在该项技术标准中，各频段上的调制方式和传输速率不同。它们分别为868MHz、915MHz和2.4GHz，其中2.4GHz频段上，分为16个信道，该频段为全球通用的工业、科学、医学(ISM)频段，且该频段为免付款、免申请的无线电频段，在该频段上，数据传输速率为250kbPs，另外两个频段为868/915MHz，其相应的信道数分别为10个信道和1个信道，传输速率分别为40kbPs和20kbPs。 在网络性能上，ZigBee设备可构造星型网络或者点对点网络，在每一个ZigBee组成的无线网络内，连续地址码分为16bit短地址或者64bit长地址，可容纳的最大网络设备个数分别为216个和264个，具有较大的网络容量。 在无线通信技术上，采用免冲突多载波信道接入(CSMA/CA)方式，有效地避免了无线电载波之间的冲突，此外，为保证数据传输的可靠性，建立了完整的应答通信协议。 ZigBee设备为低功耗设备，其发射功率为0-3.6dBm，通信距离为30-70m，具有能量检测和链路质量指示能力，根据这些检测结果，设备可自动调整发射功率，在保证通信链路质量的条件下，最小地消耗设备能量。 为保证ZigBee设备之间通信数据的安全保密性，ZigBee技术采用了密钥长度为128位的加密算法，对所传输的数据信息进行加密处理。ZigBee技术主要由以下优点： 1)低功耗：在低功耗待机模式下，两节普通的五号电池支持长达6个月到
2. ZigBee 2.1 设备类型(Device Types) 在ZigBee网络中存在三种逻辑设备类型：Coordinator(协调器)，Router(路由器)和End-Device(终端设备)。ZigBee网络由一个Coordinator以及多个Router和多个End_Device组成。 上图是一个简单的ZigBee网络示意图。其中黑色节点为Coordinator，红色节点为Router，白色节点为End-Device。 2.1.1 Coordinator(协调器) 协调器负责启动整个网络。它也是网络的第一个设备。协调器选择一个信道和一个网络ID(也称之为PAN ID，即Personal Area Network ID)，随后启动整个网络。 协调器也可以用来协助建立网络中安全层和应用层的绑定(bindings)。 注意，协调器的角色主要涉及网络的启动和配置。一旦这些都完成后，协调器的工作就像一个路由器(或者消失go away)。由于ZigBee网络本身的分布特性，因此接下来整个网络的操作就不在依赖协调器是否存在。 2.1.2 Router(路由器) 路由器的功能主要是：允许其他设备加入网络，多跳路由和协助它自己的由电池供电的儿子终端设备的通讯。 通常，路由器希望是一直处于活动状态，因此它必须使用主电源供电。但是当使用树群这种网络模式时，允许路由间隔一定的周期操作一次，这样就可以使用电池给其供电。 2.1.3 End-Device(终端设备) 终端设备没有特定的维持网络结构的责任，它可以睡眠或者唤醒，因此它可以可以是一个电池供电设备。 通常，终端设备对存储空间(特别是RAM的需要)比较小。 注意：在Z-Stack 1.4.1中一个设备的类型通常在编译的时候通过编译选项(ZDO_COORDINATOR 和RTR_NWK)确定。所有的应用例子都提供独立的项目文件来编译每一种设备类型。 2.2 栈配置(Stack Profile) 栈参数的集合需要被配置为一定的值，连同这些值在一起被称之为栈配置。ZigBee联盟定义了这些由栈配置组成的栈参数。 网络中的所有设备必须遵循同样的栈配置。
RFID基础知识与典型应用 一、何为RFID？ 在20世纪中，无线电技术的理论与应用研究是科学技术发展最重要的成就之一。1948年哈里.斯托克曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识别RFID的理论基础。经过数十年的发展，如今，RFID 技术理论日趋成熟，产品种类也越来越丰富。 从概念上来说，RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）技术是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关的数据信息。利用射频方式进行非接触双向通信，达到识别目的并交换数据。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。 1、RFID组成 RFID领域应用最为广泛的一个标准是EPC标准，它将RFID系统分成了四个层次，包括物理层、中间层、网络层和应用层。 物理层是整个系统的物理环境构造，包括标签、天线、读写器、传感器、仪器仪表等硬件设备。 中间层是信息采集的中间件和应用程序接口，负责对读卡器所采集到的标签中的信息进行简单的预处理，然后将信息传送到网络层或应用层的数据接口。 网络层是系统内部以及系统间的数据联系纽带，各种信息在其上交互传递。 应用层则是EPC后端软件及企业应用系统。在明晰的系统层次上，EPC标准还统一了数据的报文格式，并规范了输出传输流程。这样，RFID系统的部署就会变的严谨有序。 通常我们所说的RFID产品处于物理层，其最基本的组成部分包括： ◆射频标签(或称射频卡、应答器等) 射频标签也可称作射频卡，它由耦合元件及芯片组成，含有物品唯一的标识体系，包含著一系列的数据和信息，比如产地，日期代码和其他关键的信息等，这些信息储存在一个小的硅片中，利用阅读器，可以及时方便的了解精确的信息。射频标签能储存从512字节到4兆不等的数据，由系统的应用和相应的标准决定，射频标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理等。 按照不同的方式，射频卡有以下几种分类： 表1. 射频标签的分类
第一章引言 自十一五以来，我国加大了基础设施建设力度，中国交通建设事业进入了快速发展轨道。尤其在高速公路、铁路、城市轨道方面的建设突飞猛进。在公路、铁路建设方面，道路建设路线逐渐由平原、微丘向山区高原挺进，隧道、桥梁等结构物占线路的比重越来越大，隧道建设工程数量持续增长；在城市轨道建设方面，地铁具有节省土地、减少噪音、减少污染、节省资源等优点，成为各城市解决拥堵、提升城市交通运输能力的重要手段。由于隧道及城市地铁建设的造价高、运营管理相对复杂、施工环境恶劣、事故发生频率较高，常要求对隧道中人员数量进行统计、对施工现场环境进行监控。 目前市场上隧道安全监控系统中都没有与外界直接通话的无线通信系统，在遇到突发事故，如崩塌、涌水涌泥等事故，不能及时向隧道监控室汇报，很容易贻误抢险时机。如果有无线通信系统，施工人员在隧道中工作，可随时将隧道的掘进和安全情况汇报到隧道监控室，便于调度和及时处理突发事故。 当遇到隧道突发事故，对隧道施工人员的抢救缺乏可靠的位置信息，也缺乏语音通信手段，抢险救灾、安全救护的效率仍然不高，效果不理想。由于通信网络不畅，通信手段单一，网络承受能力差，往往造成领导层信息不畅通，指挥不足，数字不准，不利于事故的抢险，极易造成事故损失的扩大。隧道对利用相应的人员跟踪定位设备，全天候对施工人员进行实时自动跟踪和考勤，随时掌握每个员工在隧道的位置及活动轨迹、全隧道人员的位置分布情况等需求迫切。 深圳科技致力于隧道安全建设，通过深入研究我国隧道现状，推出了“隧道安全综合监测系统”。
1.1 系统简介 本系统着重在综合隧道管理各项资源，在保证既定的系统功能正常应用的前提下，利用先进zigbee技术对系统进行整合利用。包含视频监控、人员考勤和实时精确定位管理、人员/车辆门禁系统、LED大屏同步系统等。最大限度的利用资源将隧道工作、管理提升到更搞水平的管理平台上。 1.2 设计原则与依据 总体设计原则 总体以客户的需求为基本原则，并充分结合现有成熟完善的技术进行设计。 隧道综合应用系统是一个涉及视频监控技术、传感技术、LED显示技术、射频识别技术等多方面领域的先进技术，因此总体方案设计必须具有可靠性、安全性、先进性、灵活扩充性、经济实用性、操作和维护的方便性，更要具有前瞻性的建设全局统一管理的平台。 在规划设计过程中，系统设计以保障安全生产、提高企业效率，提升企业管理品质为目标，以高质量服务管理者和使用者为基本原则和设计思路。 系统设计原则 首先根据企业实际需要结合隧道区域现场具体情况，放置一定数量的信息传输分站，形成系统的传输主干网络。然后根据企业实际需要布置读卡主站（用于人员定位），典型情况下每隔800米布置一台读卡主站，可保证网络覆盖范围内无线手机及人员定位卡。典型情况下在隧道入口及锚喷面附近各放一台通信基站，可保证网络覆盖范围内无线通信；在隧道口附近放置一个读卡主站，可实现精确考勤管理，在隧道内放置读卡主站，可实现精确定位。 为需要定位的人员佩带一个定位卡，当人员进入隧道以后，只要在隧道网络覆盖范围内，在任何时刻任意一点，基站都可以感应到信号，并上传到信息工作站，经过软件处理，得出各具体信息（如：是谁，在哪个位置，具体时间），同时可把它动态显示（实时）在监控中心的电脑上或隧道外的LED大屏幕上，并作好备份。监管人员可随时了解隧道中人员的状态。