ZigBee 技术及其在楼宇自动化系统中

随着计算机技术、控制技术和通信技术的发展，楼宇自动化工业在过去的十年中获得了巨大的发展，遵循BACnet、LonTalk 和EIB（European
Installation Bus，欧洲设备安装总线协议）这些标准化通信协议的楼控产品在行业中占据着主导地位。使用这些通信协议的楼宇自动化网络所采用的通信传输介质（比如双绞线、同轴电缆和光缆）通常都是有线的，无线通信技术有没有可能在楼宇自动化领域占有一席之地并得到广泛应用呢?
和采用有线网络的通信技术的楼控产品相比较，无线解决方案最吸引人的地方是安装布置的灵活性、低廉的安装费用和对楼宇自动化系统进行重新布置时可移动性。尽管无线通信技术和有线相比较有明显的优势，而且蜂窝无线移动通信技术、无线局域网技术和蓝牙技术已经在市场上获得了巨大的成功，但无线通信技术在楼宇自动化领域应用相对还是很少。这主要是因为目前没有一项无线通信技术适合在楼宇自动化领域进行广泛的推广，而且现有的一些针对楼控领域无线通信产品的价格偏高，导致无线通信技术在楼控领域的应用停滞不前。

随着近年来人类在微电子机械系统（MEMS）、无线通信、数字电子方面取得的巨大成就，使得发展低成本、低功耗、小体积、短通信距离的多功能传感器成为可能。近期所涌现出来的一项新的无线通信技术—— ZigBee 技术将改变这种状况。ZigBee 技术产品以其低成本、低功耗、低传输速率、优秀的组网能力，被广泛认为将在未来的几年中对楼宇自动化工业产生重大的影响。

1 无线通信技术在楼宇自动化系统应用的优越性
无线通信技术是利用电磁波在空气中发送和接收数据，而无需线缆介质。在楼宇自动化系统中采用无线通信技术是对系统有线组网方式的一种补充、扩展甚至是替代。无线通信技术使得楼宇自动化设备具有可移动性，它能快速方便地解决使用有线方式所不易实现的网络联通问题。与有线传输方式相比较，在楼宇自动化系统中采用无线通信技术具有低廉的安装费用、灵活性和可移动性等优点，以下是对其的详细阐述：
（1 ）通常在智能建筑的网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响往往是综合布线系统，采用无线通信技术最大的优势就是可以免去楼宇自动化系统中网络布线的大部分工作量。
（2 ）在采用有线传输方式的楼宇自动化网络中，网络设备的安放位置通常受网络信息点位置的限制。但是一旦无线网络建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。
（3 ）由于有线网络缺少灵活性，这就要求楼宇自动化系统的网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这往往需要预设大量利用率较低的信息点；而一旦网络的发展超出了设计规划，则需要对网络的布局进行重新的考虑，而无线网络可以避免或减少以上情况的发生。
（4 ）假如对楼宇自动化系统重新进行改造，对于有线网络，消除原有的旧系统和对新系统进行新的布置将带来庞大的工程费用，而无线网络则相反将会带来巨大收益。

2 无线通信技术目前在楼宇自动化系统应用所面临的问题
尽管在楼宇自动化系统中采用无线通信技术具有有线无可比拟的优势，但目前采用有线传输介质的楼控产品仍然占据着绝对的主导地位，人们在进行楼宇自动化系统设计时，很少会考虑到采用无线通信技术。这主要是因为目前针对楼宇自动化系统的无线产品尚面临着成本、可靠性、适用性和协议的标准化等一系列问题。

另外楼宇自动化系统属于控制网络的一种，控制网络肩负的特殊任务和工作环境，使它具有许多不同于普通计算机网络的特点。控制网络以具有通信能力的传感器、执行器、控制器作为网络节点，并将其连接成开放式、数字化、实现多节点通信，完成监测控制任务的网络系统。以下是控制网络所需要具备的主要特点：
◆ 数据传输量相对较小；
◆ 传输数率相对较低，多为短帧传送；
◆ 通信传输的实时性强；
◆ 抗干扰能力强，可靠性高。

在选择合适的应用于楼宇自动化系统的无线通信技术时，必须对以上的内容进行综合考虑。目前无线通信技术在楼宇自动化领域的应用探讨比较多的主要有无线局域网技术、蓝牙技术和ZigBee技术。无线局域网技术（WLAN－WirelessLocal area network）是一种借助无线通信技术取代以往有线布线方式构成局域网的新手段，可提供传统有线局域网的所有功能，它是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。蓝牙技术是一种短距离无线连接的无线技术，目的是取代现有的PC、打印机、传真机和移动电话等设备上的有线接口。无线局域网技术和蓝牙技术都不能够完全具备适合在楼宇自动化系统应用的特点。

ZigBee技术是建立在IEEE