一、應用需求

當前巨大的能源消耗和由此引起的能源短缺、價格上漲等已使得節約能源成為一項十分迫切的任務。國家“十一五計劃”提出“要把節約資源作為基本國策”，首次提出十一五期間單位國內生產總值能源消耗降低20％左右的目標。原建設部在《“十一五”城市綠色照明工程規劃綱要》中明確提出，2006～2010年累計節電要達到25％。因此，構造了智能燈控系統，該系統具有節能效果好、智能化程度高、故障自動檢測、照明方案多樣等特點。在無線控制系統的方式中，這幾年流行起來的ZigBee無線技術又是最好的選擇。而MaxStream公司的XBee系列模塊，是目前行業內ZigBee技術實現的最好的OEM模塊之一。能幫助用戶快速實現ZigBee技術的應用。

二、ZigBee技術簡介

ZigBee作為一種個人網絡的短程無線通信協議，已經日益為大家所熟知，它最大的特點就是低功耗、可組網，特別是帶有路由的可組網功能，可以使ZigBee覆蓋的通訊面積無限擴展。ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據傳輸的應用。

星型網絡結構特點：支持點對點、點對多點通信；中心節點為ZIGBEE協調器，終端節點為ZIGBEE終端設備；所有數據經過中心節點；適合圓形分散、距離較近的傳感器聯網。

MESH網狀網絡結構特點：系統采用多跳式路由通信；網絡容量很大；可以跨越很大的物理空間，適合距離較遠比較分散的結構。MESH網狀網絡拓撲結構的網絡具有強大的功能，網絡的所有實體只有要通信范圍之內，都可以互相通信，如果沒有直接通路，還可以通過“多級跳”的方式來通信；該拓撲結構還可以組成極為復雜的網絡；除此之外，網絡還具備自組織、自愈功能。

三、ZigBee技術特點

ZigBee是一種無線連接，可工作在2.4GHz（全球流行）、868MHz（歐洲流行）和915 MHz（美國流行）3個頻段上，分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率，它的傳輸距離在10-75m的范圍內，但可以繼續增加。作為一種無線通信技術，ZigBee具有如下特點：

（1）低功耗：由于ZigBee的傳輸速率低，發射功率僅為1mW，而且采用了休眠模式，功耗低，因此ZigBee設備非常省電。據估算，ZigBee設備僅靠兩節5號電池就可以維持長達6個月到2年左右的使用時間，這是其它無線設備望塵莫及的。（2）成本低：ZigBee模塊的初始成本在6美元左右，估計很快就能降到1.5—2.5美元，并且ZigBee協議是免專利費的。低成本對于ZigBee也是一個關鍵的因素。（3）時延短：通信時延和從休眠狀態激活的時延都非常短，典型的搜索設備時延30ms，休眠激活的時延是15ms，活動設備信道接入的時延為15ms。因此ZigBee技術適用于對時延要求苛刻的無線控制（如工業控制場合等）應用。（4）網絡容量大：一個星型結構的Zigbee網絡最多可以容納254個從設備和一個主設備，一個區域內可以同時存在最多100個ZigBee網絡，而且網絡組成靈活。（5）可靠：采取了碰撞避免策略，同時為需要固定帶寬的通信業務預留了專用時隙，避開了發送數據的競爭和沖突。MAC層采用了完全確認的數據傳輸模式，每個發送的數據包都必須等待接收方的確認信息。如果傳輸過程中出現問題可以進行重發。（6）安全：ZigBee提供了基于循環冗余校驗（CRC）的數據包完整性檢查功能，支持鑒權和認證，采用了AES-128的加密算法，各個應用可以靈活確定其安全屬性。

四、基于ZigBee技術的無線燈控系統解決方案

新型的太陽能信號燈控制系統集結了交通管理、交通控制、綠色能源等全新的理念與技術，采用太陽能代替傳統的電能供電，通過交通燈柱頂端的太陽能電池板來進行聚集和儲存太陽能，然后通過ZigBee主控制器向同一交通崗的各組交通燈發射控制信號，達到無線同步控制運行的效果。

這種無線燈控系統的具有如下優點：無須挖路布設控制線路，各設備之間實現無線自動組網連接，既降低了系統安裝成本，更重要的是避免了傳統安裝方式對交通干擾所帶來的經濟損失。隨時可以施工。而且，也避免了由于城市快速發展，道路拓展等變化對原有預埋管線的干擾。由于系統沒有地面控制箱和控制線路，避免了惡意破壞，大大減少了維護成本。由于系統沒有地面控制箱和控制線路，避免了惡意破壞；而且，整個控制系統的各個模塊具有高集成度，高可靠性和低功耗，低成本，體積小等優點，維護保養十分方便，只需更換相應節點即可，避免了傳統控制線路本身帶來許多麻煩，從而大大減少了設備購置成本，建設安裝成本和系統維護成本。

另外，從ZigBee技術角度來說，卓越的物理性能，整個網絡所使用的無線頻率是國際通用的免費頻段（2.4 ~ 2.48Ghz ISM）， 傳輸的方式是抗干擾能力強的直序擴頻方式（DSSS），特別適合在干擾較大的環境中使用。網絡的自組織、自愈能力強，ZigBee的自組織功能，無需人工干預，網絡節點能夠感知其他節點的存在，并確定連接關系，組成結構化的網絡；ZigBee自愈功能：增加或者刪除一個節點，節點位置發生變動，節點發生故障等等，網絡都能夠自我修復，并對網絡拓撲結構進行相應地調整，無需人工干預，保證整個系統仍然能正常工作。

五、MaxStream的基于ZigBee技術的XBee系列模塊

XBee OEM RF模塊是與ZigBee/IEEE 802.15.4 兼容的解決方案，可以滿足低成本低功耗無線傳感網絡的特殊需求。該模塊易于使用，極低的功耗，以及提供設備間關鍵數據的可靠傳輸。而且它小巧的外形條件有效的節省了板卡空間。

XBee / XBee-pro模塊工作在ISM 2.4 GHz頻率波段，而且它們是引腳兼容可互換的。該模塊在美國，加拿大，澳大利亞，以色列以及歐洲廣泛使用。建立RF通信不需要任何配置，該模塊的默認配置支持廣泛的數據系統應用。也可以使用簡單AT命令進行高級配置。也提供API方式來實現對模塊的自動控制和通訊。。

另外，方便用戶快速上手應用，MaxStream提供開發套件，為您提供價廉的，一流的無線數據通信和支持。該套件包含快速建立和測試長距離無線數據鏈路所需要的所有硬件和軟件。