ZigBee技术在家庭认知传感网中的应用

从形态上来说，基于广电网络的家庭智能网关可以采用两种形式：
第一种是硬网关形式，家庭网关作为类似机顶盒伴侣或家庭智能信息终端等独立设备存在。通过提供丰富的有线无线接口(LAN、USB、Wi-Fi、ZigBee、蓝牙等)，实现与机顶盒实时通信。
第二种是软网关形式，通过将相关应用程序移植到机顶盒内部，实现硬网关同等功能，控制部分通过如ZigBee、Wi-Fi对等网完成。这种形式下，用户使用一个数字机顶盒就可以实现广电网物联网的所有应用功能。
2．2 组网模式
在基于ZigBee的家庭认知传感网构建中，植入ZigBee模块的机顶盒作为家庭网关，同时作为ZigBee网络协调器，与网络中各子节点进行通讯。其他如植入ZigBee无线网络收发模块的家用设备，或者市场上目前已出现的内嵌ZigBee模块设备作为子节点，负责控制信令或感知数据的收发。
机顶盒上电后，家庭设备子节点将自动加入ZigBee网络，工作过程如下：
(1)ZigBee协调器(机顶盒)成功创建ZigBee网络，等待终端节点加入；
(2)终端节点及传感器上电后，通过信道扫描、能量检测等手段，自动查找存在的ZigBee网络，找到后加入网络，机顶盒向子节点分配短地址及长地址；
(3)机顶盒MCU保存节点地址信息；
(4)当用户需要控制某终端节点时，在电视屏幕或移动终端上进行选择(比如测量室内温度)，机顶盒通过提取温度传感器子节点的相应地址，向其节点发送指令；
(5)温度传感器子节点收到指令后，对室内温度进行测量，并返回给机顶盒，最终显示在电视机屏幕上。
其中，家庭网络中不同位置的ZigBee模块需要设置不同的运行模式，以执行如下的不同功能；
(1)将机顶盒内的ZigBee模块设置为接收／发送模式，用于接收来自其他ZigBee的信息，并将机顶盒控制信息发送到其他ZigBee；
(2)将与家用设备连接的ZigBee置于接收状态，当接收到控制指令时，控制家电执行操作；
(3)将与传感器连接的ZigBee置于发送状态，将采集的数据发送至机顶盒。
2．3 性能指标
不同房间由于墙的阻挡，会影响信号，需要考虑模块的发射功率和接收灵敏度。文献在无障碍和有障碍的情况下分别就ZigBee的丢包率进行了测试，结果表明，ZigBee节点如果无障碍传输80 m，丢包率1％；传输距离30 m，间隔一堵墙丢包率为0，间隔两堵墙为1％，间隔三堵墙为35％。按照这个结论，普通商品房(间隔不会超过两堵墙)内ZigBee的丢包率应该没有问题。但是实际操作中需要针对不同的ZigBee模块进行相关性能确认，这也是我们的后期工作之一。

3 结语
ZigBee技术还在不断完善，它所具有的低功耗、低成本、使用便捷等显著的技术优势，使它必将有着广阔的应用前景。ZigBee联盟预言在未来的四到五年内，每个家庭将拥有50个ZigBee器件，最后将达到每个家庭150个。相信存不久的将来，基于ZigBee技术的广电网智能家居产品会走进全球每家每户，在提高我们的生活质量方面作出突出的贡献。