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手持採集終端無線網路隨身放大器

發布時間: 2025-03-13 02:37:52

1. 監控系統是由攝像和

監控系統是由攝像、傳輸、控制、顯示、記錄登記5大部分組成。攝像機通過同軸視頻電纜將視頻圖像傳輸到控制主機,控制主機再將視頻信號分配到各監視器及錄像設備,同時可將需要傳輸的語音信號同步錄入到錄像機內。 通過控制主機,操作人員可發出指令,對雲台的上、下、左、右的動作進行控制及對鏡頭進行調焦變倍的操作,並可通過控制主機實現在多路攝像機及雲台之間的切換。利用特殊的錄像處理模式,可對圖像進行錄入、回放、處理等操作,使錄像效果達到最佳。 視頻監控系統由實時控制系統、監視系統及管理信息系統組成。實時控制系統完成實時數據採集處理、存儲、反饋的功能;監視系統完成對各個監控點的全天候的監視,能在多操作控制點上切換多路圖像;管理信息系統完成各類所需信息的採集、接收、傳輸、加工、處理,是整個系統的控制核心。 視頻監控系統發展了短短二十幾年時間,從19世代80年代模擬監控到火熱數字監控再到方興未艾網路視頻監控,發生了翻天覆地變化。在IP技術逐步統一全球今天,我們有必要重新認識視頻監控系統發展歷史。從技術角度出發,視頻監控系統發展劃分為第一代模擬視頻監控系統(CCTV),到第二代基於「PC+多媒體卡」數字視頻監控系統(DVR),到第三代完全基於IP網路視頻監控系統(IPVS)。 第一代視頻監控 第一代視頻監控是傳統模擬閉路視頻監控系統(CCTV) 依賴攝像機、線纜、錄像機和監視器等專用設備。例如,攝像機通過專用同軸線纜輸出視頻信號。線纜連接到專用模擬視頻設備,如視頻畫面分割器、矩陣、切換器、卡帶式錄像機(VCR)及視頻監視器等。模擬CCTV存在大量局限性: 有限監控能力只支持本地監控,受到模擬視頻纜傳輸長度和纜放大器限制。 有限可擴展性系統通常受到視頻畫面分割器、矩陣和切換器輸入容量限制。 錄像負載重用戶必須從錄像機中取出或更換新錄像帶保存,且錄像帶易於丟失、被盜或無意中被擦除。 錄像質量不高是主要限制因素。錄像質量隨拷貝數量增加而降低。 第二代視頻監控 第二代視頻監控是當前「模擬-數字」監控系統(DVR): 「模擬-數字」監控系統是以數字硬碟錄像機DVR為核心半模擬-半數字方案,從攝像機到DVR仍採用同軸纜輸出視頻信號,通過DVR同時支持錄像和回放,並可支持有限IP網路訪問。由於DVR產品五花八門,沒有標准,所以這一代系統是非標准封閉系統。DVR系統仍存在大量局限: 復雜布線「模擬-數字」方案仍需要在每個攝像機上安裝單獨視頻纜,導致布線復雜性。 有限可擴展性DVR典型限制是一次最多隻能擴展16個攝像機。 有限可管理性您需要外部伺服器和管理軟體來控制多個DVR或監控點。 有限遠程監視/控制能力您不能從任意客戶機訪問任意攝像機。您只能通過DVR間接訪問攝像機。 磁碟發生故障風險與RAID冗餘和磁帶相比,「模擬-數字」方案錄像沒有保護,易於丟失。 第三代視頻監控 第三代視頻監控是未來完全IP視頻監控系統IPVS: 全IP視頻監控系統與前面兩種方案相比存在顯著區別。該系統優勢是攝像機內置Web伺服器,並直接提供乙太網埠。這些攝像機生成JPEG或MPEG4、H.264數據文件,可供任何經授權客戶機從網路中任何位置訪問、監視、記錄並列印,而不是生成連續模擬視頻信號形式圖像。全IP視頻監控系統它巨大優勢是: 簡便性-所有攝像機都通過經濟高效有線或者無線乙太網簡單連接到網路,使您能夠利用現有區域網基礎設施。您可使用5類網路纜或無線網路方式傳輸攝像機輸出圖像以及水平、垂直、變倍(PTZ)控制命令(甚至可以直接通過乙太網供)。 強大中心控制-一台工業標准伺服器和一套控制管理應用軟體就可運行整個監控系統。 易於升級與全面可擴展性-輕松添加更多攝像機。中心伺服器將來能夠方便升級到更快速處理器、更大容量磁碟驅動器以及更大帶寬等。 全面遠程監視-任何經授權客戶機都可直接訪問任意攝像機。您也可通過中央伺服器訪問監視圖像。 堅固冗餘存儲器-可同時利用SCSI、RAID以及磁帶備份存儲技術永久保護監視圖像不受硬碟驅動器故障影響。 前景分析 中國視頻監控行業共經歷了三個階段,分別是模擬視頻監控階段、數字視頻監控階段、網路視頻監控階段。中國視頻監控市場正從模擬向數字化過渡,數字視頻監控成為了市場的主流。2004年到2012年,數字監控在總體視頻監控市場規模中所佔的比例從35.7%增長到了56.7%。與此同時,網路視頻監控市場正在穩步增長,所佔比例由2004年的7.4%增長到2012年的28.2%。 受平安城市建設、交通信息化建設、金融監控、安全生產、智能家居等各種項目建設與發展的帶動,中國視頻監控產品的需求量不斷擴大。2011年中國視頻監控行業總體市場規模達到230.4億元人民幣,同比增長19.71%。預計2012-2015年間將保持著21.52%的平均增長速度。 工作原理 監控是各行業重點部門或重要場所進行實時監控的物理基礎,管理部門可通過它獲得有效數據、圖像視頻監控系統原理圖或聲音信息,對突發性異常事件的過程進行及時的監視和記憶,用以提供高效、及時地指揮和高度、布置警力、處理案件等。隨著當前計算機應用的迅速發展和推廣,全世界掀起了一股強大的數字化浪潮,各種設備數字化已成為安全防護的首要目標。數碼監控報警的性能特點是:監控畫面實時顯示,錄像圖象質量單路調節功能,每路錄像速度可分別設置,快速檢索,多種錄像方式設定功能,自動備份,雲台/鏡頭控制功能,網路傳輸等。 加裝時間發生器,將時間顯示疊加到圖像中。在線路較長時加裝音視頻放大器以確保音視頻監控質量。 適用范圍——銀行、證券營業場所、企事業單位、機關、商業場所內外部環境、樓宇通道、停車場、高檔社區家庭內外部環境、圖書館、醫院、公園。 主要功能 1、本地錄像,保存一定時間段內的本地視頻監控錄像資料,並能方便地查詢、取證,為事後調查提供依據。 2、遠程視頻監控監控人員可遠程任意調取網吧存儲的監控圖像,並可遠程發出控制指令,錄像資料的智能化檢索、回放、調整攝像機鏡頭焦距、控制雲台進行巡視或局部細節觀察。 3、許可權管理為保證上網人員的隱私和錄像資料的安全,系統具有操作許可權管理,系統登錄、操作進行嚴格的許可權控制,保證系統的安全性。 4、伺服器平台構架方便,在市公安局、區(縣)公安局和各派出所,都可以方便的安裝伺服器軟體,只需分配用戶不同許可權的登陸帳號,即可以查看所管轄區域的網吧監控信息。 5、系統中包含網吧基本信息的管理,並且電子地圖相結合,當網吧出現突發狀況時,可以及時的獲取該網吧的基本信息(網吧電話、地址、負責人),更加快捷的聯繫到網吧相關負責人。 6. 網吧監控和電子地圖相結合,可以通過電子地圖更加直觀的查看網吧所分布的地理位置,並且在電子地圖上實時顯顯示網吧監控設備的運行狀態,當用戶需要查看某網吧的監控信息時只要在電子地圖雙擊該網吧即可進入該網吧的監控界面。 7、當上網人員在網吧服務台出示身份證登記上網時,系統能自動將上網者拍照,和上網人員相應的上網卡信息傳至公安機關監控中心伺服器保存。 8 、隨時隨地的監控錄像功能,無論身在何處,任何密碼授權的用戶通過身邊的電腦聯網連接到監控網點,可以看到任意監控網點的即時圖像並根據需要錄像,避免了地理位置間隔原因造成監督管理的不便。 9 、系統可擴容性強,若需要添加新的監控網點,在伺服器端添加相應網吧信息和設備信息即可。 10、安全性高,圖像掩碼技術,防止非法篡改錄像資料;只有授權用戶才可以進行錄像備份,有效防止惡意破壞;強大日誌管理功能,保證了專用系統的安全使用。伺服器端和客戶端之間所傳輸的數據,全部經過加密。 組成設備 視頻監控系統產品包含光端機,光纜終端盒,雲台,雲台解碼器,視頻矩陣,硬碟錄像機,監控攝像機[1]。視頻監控系統組成部分包括監控前端、管理中心、監控中心、PC客戶端及無線網橋。各組成部分的說明如下: (1)監控前端:用於採集被監控點的監控信息,並可以配備報警設備。監控前端可分為兩類: 1、普通攝像頭+視頻伺服器。普通攝像頭可以是模擬攝像頭,也可以是數字攝像頭。原始視頻信號傳到視頻伺服器,經視頻伺服器編碼後,以TCP/IP協議通過網路傳至其他設備。 2、網路攝像頭。網路攝像頭是融攝像、視頻編碼、Web服務於一體的高級攝像設備,內嵌了TCP/IP協議棧。可以直接連接到網路。 (2)管理中心:承擔所有前端設備的管理、控制、報警處理、錄像、錄像回放、用戶管理等工作。各部分功能分別由專門的伺服器各司其職。 (3)監控中心:用於集中對所轄區域進行監控,包括電視牆、監控客戶終端群組成。系統中可以有一個或多個監控中心。 (4)PC客戶端:在監控中心之外,也可以由PC機接到網路上進行遠程監控。 (5)無線網橋:無線網橋用於接入無線數據網路,並訪問互聯網。通過無線網橋,可以將IP網上的監控信息傳至無線終端,也可以將無線終端的控制指令傳給IP網上的視頻監控管理系統。常用的無線網路為CDMA網路。 功能需求 當前,對於監控系統而言,用戶對其功能的需求已經體現出多元化與系統化。主要表現在以下幾個方面的要求: 遠程訪問。傳統的視頻監控一般是在小范圍內進行,而用戶普遍要求訪問地點不受地域限制,能隨時隨地訪問被監控地點。 多人同時訪問同一個監控點。傳統上,一個監控點一般是被一個監控中心(用戶)所訪問。同一個監控點很可能會同時被多個用戶所訪問,並且這些用戶之間可能毫無關系。用戶訪問的復雜化將要求系統強化對訪問許可權的管理。 監控點趨向分散,同時監控趨向集中。屬於同一用戶的監控點越來越分散,不受地域所限。而對這些分散的監控點,需要集中的管理與控制。 要求監控系統具有開放性和擴展性。同一系統應當支持多種不同類型的監控設備,用戶數、被監控點的數量可以方便地增減。 海量數據存儲。網路化使得傳統的本地錄像功能可以轉移到遠程伺服器上來實現,使得海量數據存儲成為可能。同時,也要求系統具備更強的存儲、檢索和備份等功能。 信息安全。系統復雜化,用戶的多元化,加上視頻監控本身的業務特點必然要求對系統對信息安全提供有力的保證。 智能視頻監控。未來的視頻監控系統將不僅僅局限於被動地提供視頻畫面,更要求系統本身有足夠的智能,能夠識別不同的物體,發現監控畫面中的異常情況,以最快和最佳的方式發出警報和提供有用信息,從而更加有效地協助安全人員處理危機,並最大限度地降低誤報和漏報現象,成為應對襲擊和處理突發事件的有力輔助工具。智能視頻監控還可以應用在交通管理、客戶行為分析、客戶服務等多種非安全相關的場景,以提高用戶的投資回報。 技術不足 大規模的網路視頻監控系統業務尚處於起步探索階段,網路化、數字化、智能化是視頻監控的必然趨勢。面對這個大趨勢,視頻監控在一些關鍵技術方面,存在著不少不足之處,主要表現在以下幾個方面。 媒體分發 的視頻監控系統在視頻媒體的分發方面普遍處理得比較簡單,一般採用用戶直接對網路攝像機進行訪問,或通過視頻伺服器進行簡單的媒體轉發處理,而面對越來越龐大的用戶群,這種媒體傳送方式將會成為圖像傳輸的瓶頸。是否具備高效的媒體分發機制將成為判斷視頻監控系統優劣的一項重要指標。 實際上,媒體分發是任何一個視頻業務在發展到一定規模後必將面臨的問題,視頻監控可以與其他視頻業務——比如IPTV——來共同研究視頻分發的問題。未來的視頻監控系統將會基於一個比較完善的媒體分發平台來傳輸實時視頻信息與錄像視頻信息。 錄像存儲 基於網路的視頻監控系統基本上採用中心錄像伺服器來存儲錄像。中央錄像伺服器管理方便,安全可靠,但因為錄像隨時進行,數據流量大,對承載網帶來很大壓力。如果將錄像存儲邊緣化,雖然可以減少視頻流的數量,緩減承載網壓力,但分散的錄像數據將給錄像的管理帶來很大的麻煩,錄像數據的安全性也將大大降低。由此可見,未來大量的存儲需求發生的位置不可能由中心統一存儲來承擔,而大量的分布式、差異性存儲卻沒有可用的技術方案。未來的視頻監控系統要在錄像存儲方面進行合理的結構設計,才能滿足實際的錄像要求。 並發調度 視頻監控系統的用戶在一個視頻監控點上一般不存在並發需求,即便批量用戶可能對同一視頻監控點的信息有同時調用要求,這種調用也沒有差異。在未來,系統服務的使用者來源多樣化並且不可控,其使用目的存在同樣的情況,監控系統對於同一監控點存在著並發的沖突調用問題,因此必須考慮優先許可權和分配機制。 計費 視頻監控計費模式非常單一,通常以租用為主,或者只需考慮用戶接入後使用的單一視頻監控點的上傳信息的時長或流量即可,其業務計費點和計費尺度無需太復雜,一般考慮簡單的RADIUS協議即可。未來視頻監控系統考慮的計費問題包括單用戶對單資源的使用、單用戶對多資源的使用、多用戶對多資源的使用,這是單計費點和計費尺度、僅僅依靠簡明扼要單的計費協議所無法支持的。未來的系統應支持可靈活改變、可批量同時實施的多業務策略,支持上述各種業務策略的實時計費功能。 分級 一些遠程視頻監控系統可以支持分級,但這種分級僅僅涉及內容分發的分級,對網路中其它子功能系統還是作為一級來考慮。 未來視頻監控系統需要考慮的分級決不僅僅是內容分配上的分級,因為全網中不同地區的服務提供商對於用戶控制、業務管理、內容分配、運營支撐這四個層次分級要求是存在差異的,這一點上用戶控制和業務管理上分級的需求更接近會議電視系統而不是簡單的點到點會話系統,需要全部重新設計。 業務融合 遠程監控不考慮和其它業務系統之間的互相調用。未來的視頻監控系統將和多個其它業務系統交叉調用,不同系統之間的多層互通和資源共享是必須考慮的問題[3]。 編輯本段安裝原則 視頻監控系統八大原則[4]隨著安全意識的增強,視頻監控系統也慢慢的走入我們尋常百姓家。視頻監控方案也是層出不窮,那麼在安裝監控系統中又有哪些原則需要遵守的呢?安裝監控系統首先要考慮以下8大監控安裝原則: 1、監控系統實時性,這點尤為重要。也正是由於監控系統的實時性才顯得監控系統是那麼的必要。 2、安全性,監控系統具有安全防範和保密措施,防止非法侵入系統及非法操作。 3、可擴展性 監控系統設備採用模塊化結構,系統能夠在監控規模、監控對象、或監控要求等發生變更時方便靈活的在硬體和軟體上進行擴展,即不需要改變網路的結構和主要的軟硬體設備。 4、開放性 監控系統遵循開放性原則,系統提供符合國際標準的軟體、硬體、通信、網路、操作系統和資料庫管理系統等諸方面的介面與工具,使系統具備良好的靈活性、兼容性、擴展性和可移植性。整個網路是一個開放系統,能兼容多家監控廠家的產品,並能支持二次開發。 5、標准性 監控系統所採用的設備及技術符合國際通用標准。這點能夠給您一個安心的保證。 6、靈活性 監控系統組網方式靈活,系統功能配置靈活,能夠充分利用現有視頻監控子系統網路資源。系統將其他子系統都融入其中,能滿足不同監控單元的業務需求,軟體功能全面,配置方便。 7、先進性 監控系統是在滿足可靠性和實用性的前提下盡可能先進的系統。整個系統在建成後的十年內保持先進,系統所採用的設備與技術能適應以後發展,並能夠方便地升級。將成為一個先進、適應未來發展、可靠性高、保密性好、網路擴展簡便、連接數據處理能力強、系統運行操縱簡便的安防系統。 8、實用性 視頻監控系統具備完成工程中所要求功能的能力和水準。系統符合本工程實際需要的國內外有關規范的要求,並且實現容易、操作方便。從用戶角度出發,充分利用現有資源,盡量降低系統成本,使系統具有較高的性能價格比。 解決干擾視頻監控系統正常運作的方法 干擾問題是安防監控系統遇到的常見問題。如:雪花干擾、網紋干擾、斜紋干擾、橫紋干擾、上下滾動條干擾、扭曲變型干擾和上下抖動干擾等情況,都可能幹擾到視頻監控系統的正常運工作。具體解決方法是具體情況而定。 一、找干擾源 我們可以通過簡單的方法來查找干擾源。干擾來源的三大部位是:前端-來自攝像機系統的干擾;中端-來自同軸電纜傳輸的干擾;後端-來自設備引入的干擾。 二、視頻干擾的檢查方式 用監視器放在前端與攝像機連接,看圖像是否存在干擾,如有干擾則從攝像機本身來解決(如更換百萬高清數字網路半球攝像機),如無干擾則進入下一步檢查。 在監控室里將同軸電纜傳輸線與視頻分配器或硬碟錄像機斷開,單獨連接監視器上看圖像是否有干擾,如有干擾則用抗干擾器。這種干擾叫「環境電磁干擾」,這種干擾較為常見。如無干擾則說明同軸電纜傳輸線沒有受到干擾。但與硬碟錄像機一連接就出現干擾,說明系統設備之間接地電位差引起干擾,在視頻線與硬碟錄像機之間加上光電隔離器就能解決。 三、視頻干擾的解決思路 前端干擾解決思路:前端-攝像機系統引入的干擾屬於設備干擾,應從設備本身來解決(如攝像機質量、電壓的穩定性、絕緣性),用抗干擾器無法徹底解決干擾問題。 中端干擾解決思路:中端-同軸電纜傳輸部分的干擾最常見,屬於「環境電磁干擾」,電磁干擾是指視頻線周邊環境的干擾,包括變頻電機干擾;電磁輻射干擾;高頻、低頻設備干擾;電視塔、變電站干擾;電機等大功率電器引起的強脈沖干擾等,可以用視頻抗干擾器來解決,如K1000。 後端干擾解決思路:後端-設備的干擾,多數是由設備之間接地電位差引起,產生斜紋、橫條上下滾動(滾動條),可以用光電隔離器來解決,如單路光電隔離抗干擾器K2000、多路光電隔離分配器F1600G。 四、電源的干擾 由於劣質電源引起的視頻干擾在前端干擾中,比較常見。以往部分攝像機生產商出於謹慎考慮,選用線性電源。但是線性電源存在轉換效率低、體積大、發熱量高、製造成本高等缺點。如今開關電源的穩定性已經提高許多,製作精良、用料足的開關電源已成攝像機電源主流。建議選購應用於監控攝像機的安防監控電源時,盡量對電源進行測試,檢查其穩定性、紋波大小等質量指標,在此深圳非度電源值得推薦。

2. 無線通信技術有哪些

1、LoRa技術

LoRa是LPWAN通信技術中的一種,是美國Semtech公司採用和推廣的一種基於擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。

是物理層或無線調制用於建立長距離通信鏈路。許多傳統的無線系統使用頻移鍵控(FSK)調製作為物理層,因為它是一種實現低功耗的非常有效的調制。

2、wifi/ IEEE 802.11協議

WiFi,全稱Wireless-Fidelity,無線保真,是無線區域網(WLAN)中的一個標准。從1999年推出以來一直是是我們生活中較常用的訪問互聯網的方式之一。

3、ZigBee/802.15.4協議

Zigbee被正式提出來是在2003年,它的出現是為了彌補藍牙通信協議的高復雜,功耗大,距離近,組網規模太小等缺陷。

名稱取自於蜜蜂,蜜蜂 (bee)是靠飛翔和「嗡嗡」(zig)地抖動翅膀的「舞蹈」來與同伴傳遞花粉所在方位信息,依靠這樣的方式構成了群體中的通信網路。

4、Thread /IEEE 802.15.4協議

Thread和ZigBee同屬802.15.4,但是針對802.15.4做了很大的改進。Thread是建立在IPv6的基礎之上的一個協議,無論在傳輸安全,還是系統可靠性上都做了非常棒的優化。它既可以承載高通海爾數十企業組物聯網盟AllSeen,也可以支持蘋果的Homekit智能家居平台。

5、Z-Wave協議

Z-Wave無線組網規格於2004年提出,由丹麥的晶元與軟體開發商Zensys主導,Z-wave聯盟推廣其應用。

Z-Wave工作頻率美國 908.42MHz、歐洲868.42MHz,採用無線網狀網路技術,因此任何節點都能直接或間接地和通信范圍內的其它臨近節點通信。

3. 看懂黑科技,3分鍾讓你讀懂ZigBee無線通訊技術

全球通信產業技術的發展呈現三大趨勢:無線化、寬頻化和IP化。在眾多的寬頻技術中,無線化尤其是移動通信技術成為近年來通信技術市場的最大亮點,是構成未來通信技術的重要組成部分。

Zigbee是基於IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協議。根據這個協議規定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱來源於蜜蜂的八字舞,由於蜜蜂(bee)是靠飛翔和「嗡嗡」(zig)地抖動翅膀的「舞蹈」來與同伴傳遞花粉所在方位信息,也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網路。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、高數據速率。主要適合用於自動控制和遠程式控制制領域,可以嵌入各種設備。簡而言之,ZigBee就是一種便宜的,低功耗的近距離無線組網通訊技術。

ZigBee的技術原理

ZigBee是一個由可多到65000個無線數傳模塊組成的一個無線數傳網路平台,十分類似現有的移動通信的CDMA網或GSM網,每一個ZigBee網路數傳模塊類似移動網路的一個基站,在整個網路范圍內,它們之間可以進行相互通信;每個網路節點間的距離可以從標準的75米,到擴展後的幾百米,甚至幾公里;另外整個ZigBee網路還可以與現有的其它的各種網路連接。例如,你可以通過互聯網在北京監控雲南某地的一個ZigBee控制網路。

ZigBee網路主要是為自動化控制數據傳輸而建立,而移動通信網主要是為語音通信而建立;每個移動基站價值一般都在百萬元人民幣以上,而每個ZigBee"基站"卻不到1000元人民幣;每個ZigBee 網路節點不僅本身可以與監控對對象,例如感測器連接直接進行數據採集和監控,它還可以自動中轉別的網路節點傳過來的數據資料;除此之外,每一個ZigBee網路節點(FFD)還可在自己信號覆蓋的范圍內,和多個不承擔網路信息中轉任務的孤立的子節點(RFD)無線連接。

每個ZigBee網路節點(FFD和RFD)可以可支持多到31個的感測器和受控設備,每一個感測器和受控設備終可以有8種不同的介面方式。可以採集和傳輸數字量和模擬量。

ZigBee技術的特點

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。主要用於距離短、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。

自從馬可尼發明無線電以來,無線通信技術一直向著不斷提高數據速率和傳輸距離的方向發展。例如:廣域網范圍內的第三代移動通信網路(3G)目的在於提供多媒體無線服務,區域網范圍內的標准從IEEE802.11的1Mbit/s到IEEE802.11g的54Mbit/s的數據速率。而ZigBee技術則致力於提供一種廉價的固定、便攜或者移動設備使用的極低復雜度、成本和功耗的低速率無線通信技術。

這種無線通信技術具有如下特點:

1、功耗低

工作模式情況下,ZigBee技術傳輸速率低,傳輸數據量很小,因此信號的收發時間很短,其次在非工作模式時,ZigBee節點處於休眠模式。設備搜索時延一般為30ms,休眠激活時延為15ms,活動設備信道接入時延為15ms。由於工作時間較短、收發信息功耗較低且採用了休眠模式,使得ZigBee節點非常省電,ZigBee節點的電池工作時間可以長達6個月到2年左右。同時,由於電池時間取決於很多因素,例如:電池種類、容量和應用場合,ZigBee技術在協議上對電池使用也作了優化。對於典型應用,鹼性電池可以使用數年,對於某些工作時間和總時間(工作時間+休眠時間)之比小於1%的情況,電池的壽命甚至可以超過10年。

2、數據傳輸可靠

ZigBee的媒體接入控制層(MAC層)採用talk-when-ready的碰撞避免機制。在這種完全確認的數據傳輸機制下,當有數據傳送需求時則立刻傳送,發送的每個數據包都必須等待接收方的確認信息,並進行確認信息回復,若沒有得到確認信息的回復就表示發生了碰撞,將再傳一次,採用這種方法可以提高系統信息傳輸的可靠性。同時為需要固定帶寬的通信業務預留了專用時隙,避免了發送數據時的競爭和沖突。同時ZigBee針對時延敏感的應用做了優化,通信時延和休眠狀態激活的時延都非常短。

3、網路容量大

ZigBee低速率、低功耗和短距離傳輸的特點使它非常適宜支持簡單器件。ZigBee定義了兩種器件:全功能器件(FFD)和簡化功能器件(RFD)。對全功能器件,要求它支持所有的49個基本參數。而對簡化功能器件,在最小配置時只要求它支持38個基本參數。一個全功能器件可以與簡化功能器件和其他全功能器件通話,可以按3種方式工作,分別為:個域網協調器、協調器或器件。而簡化功能器件只能與全功能器件通話,僅用於非常簡單的應用。一個ZigBee的網路最多包括有255個ZigBee網路節點,其中一個是主控(Master)設備,其餘則是從屬(Slave)設備。若是通過網路協調器(Network Coordinator),整個網路最多可以支持超過64000個ZigBee網路節點,再加上各個Network Coordinator可互相連接,整個ZigBee網路節點的數目將十分可觀。

4、兼容性

ZigBee技術與現有的控制網路標准無縫集成。通過網路協調器(Coordinator)自動建立網路,採用載波偵聽/沖突檢測(CSMA-CA)方式進行信道接入。為了可靠傳遞,還提供全握手協議。

5、安全性

Zigbee提供了數據完整性檢查和鑒權功能,在數據傳輸中提供了三級安全性。第一級實際是無安全方式,對於某種應用,如果安全並不重要或者上層已經提供足夠的安全保護,器件就可以選擇這種方式來轉移數據。對於第二級安全級別,器件可以使用接入控制清單(ACL)來防止非法器件獲取數據,在這一級不採取加密措施。第三級安全級別在數據轉移中採用屬於高級加密標准(AES)的對稱密碼。AES可以用來保護數據凈荷和防止攻擊者冒充合法器件,各個應用可以靈活確定其安全屬性。

6、實現成本低

模塊的初始成本估計在6美元左右,很快就能降到1.5-2.5美元,且Zigbee協議免專利費用。目前低速低功率的UWB晶元組的價格至少為20美元。而ZigBee的價格目標僅為幾美分。低成本對於ZigBee也是一個關鍵的因素。

7、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技術適用於對時延要求苛刻的無線控制(如工業控制場合等)應用。

ZigBee與WiFi的區別

相同點:

1、二者都是短距離的無線通信技術;

2、都是使用2.4GHz頻段

3、都是採用DSSS技術;

不同點:

1、傳輸速度不同。 ZigBee的傳輸速度不高(<250Kbps),但是功耗很低,使用電池供電一般能用3個月以上; WiFi,就是常說的無線區域網,速率大(11Mbps),功耗也大,一般外接電源;

2、應用場合不同。 ZigBee用於低速率、低功耗場合,比如無線感測器網路,適用於工業控制、環境監測、智能家居控制等領域。 WiFi,一般是用於覆蓋一定范圍(如1棟樓)的無線網路技術(覆蓋范圍100米左右)。表現形式就是我們常用的無線路由器。在一棟樓內布設1個無線路由器,樓內的筆記本電腦(帶無線網卡),基本都可以無線上網了。

3、市場現狀不同。ZigBee作為一種新興技術,自04年發布第一個版本的標准以來,正處在高速發展和推廣當中;目前因為成本、可靠性方面的原因,還沒有大規模推廣; WiFi,技術成熟很多,應用也很多了。 總體上說,二者的區別較大,市場定位不同,相互之間的競爭不是很大。只不過二者在技術上有共同點,二者的相互干擾還是比較大的,尤其是WiFi對於ZigBee的干擾。

二者硬體內存需求對比:ZigBee:32~64KB+;WiFi:1MB+;ZigBee硬體需求低。

二者電池供電上電可持續時間對比:ZigBee:100~1000天;WiFi:1~5天;ZigBee功耗低。 傳輸距離對比(一般用法,無大功率天線發射裝置):ZigBee:1~1000M;WiFi:1~100M;ZigBee傳輸距離長。 ZigBee劣勢: 網路帶寬對比:ZigBee:20~250KB/s;WiFi:11000KB/s;ZigBee帶寬低,傳輸慢。

ZigBee的技術應用

作為一種低速率的短距離無線通信技術,ZigBee有其自身的特點,因此有為它量身定做的應用,盡管在某些應用方面可能和其他技術重疊。ZigBee可能的一些應用,包括智能家庭、工業控制、自動抄表、醫療監護、感測器網路應用和電信應用。

1、智能家居

家裡可能都有很多電器和電子設備,如電燈、電視機、冰箱、洗衣機、電腦、空調等等,可能還有煙霧感應、報警器和攝像頭等設備,以前我們最多可能就做到點對點的控制,但如果使用了ZigBee技術,可以把這些電子電器設備都聯系起來,組成一個網路,甚至可以通過網關連接到Internet,這樣用戶就可以方便的在任何地方監控自己家裡的情況,並且省卻了在家裡布線的煩惱。

2、工業控制

工廠環境當中有大量的感測器和控制器,可以利用ZigBee技術把它們連接成一個網路進行監控,加強作業管理,降低成本。

3、感測器網路應用

感測器網路也是最近的一個研究熱點,像貨物跟蹤、建築物監測、環境保護等方面都有很好的應用前景。感測器網路要求節點低成本、低功耗,並且能夠自動組網、易於維護、可靠性高。ZigBee在組網和低功耗方面的優勢使得它成為感測器網路應用的一個很好的技術選擇。

目前Zigbee技術還存在的問題

盡管 Zigbee技術在2004年,就被列為當今世界發展最快,最具市場前景的十大新技術之一;關於Zigbee技術的優點,大家也進行了許多討論,到目前為止,國內外許多廠商也都開發生產了各種各樣的 Zigbee產品,並在應用推廣上做了大量的工作,然而,實事求是的講,真正完全使用Zigbee技術來解決具體實際問題,有意義的案例則非常有限。

Zigbee似乎成了一種時髦,但眼下還不能做到真正實用的新技術。就其原因,除了作為一種新技術,它本身需要有一個技術改進和成熟,以及市場培育的過程外,我們在長期應用Zigbee技術來解決實際問題的實踐中,還發現如下幾個十分重要,而在短期內我們認為十分難以解決的問題:

1、Zigbee的核心技術之一,是動態組網和動態路由,即Zigbee網路考慮了網路中的節點增減變化,網路中的每個節點相隔一定時間,需要通過無線信號交流的方式重新組網,並在每一次將信息從一個節點發送到另一個節點時,需要掃描各種可能的路徑,從最短的路經嘗試起,這就涉及到無線網路的管理問題。而這些,都需要佔用大量的帶寬資源,並增加數據傳輸的時延。特別是隨著網路節點數目的增加和中轉次數增多。因而,盡管Zigbee的射頻傳輸速率是250kbps, 但經過多次中轉後的實際可用速率將大大降低,同時數據傳輸時延也將大大增加,無線網路管理也就變得越麻煩。這也就是目前Zigbee網路在數據傳輸時的主要問題。

2、Zigbee這個字,從英語的角度來分析,它是由「Zig」和「bee」兩個字組成。前者「Zig」中文的意思是「之「字形的路徑,後面一個英文單詞「bee」就是蜜蜂的意思,我們的理解,Zigbee網路技術,就是模仿蜜蜂信息傳遞的方式,通過網路節點之間信息的相互互傳,來將一個信息從一個節點傳輸到遠處的另外一個節點。如果按一般標准Zigbee節點,在開闊空間每次數據中轉平均增加50米直線傳輸距離計算,傳輸500米直線距離需要中轉十次;在室內,由於Zigbee所使用的2.4 G的傳輸頻率,一般是通過信號反射來進行傳輸的,由於建築物的遮擋,要傳輸一定的距離,往往需要使用較多的網路節點來進行數據中轉,如上述第一條中的分析,這對一個Zigbee網路來講,並不是一件簡單的事情。當然,我們也可使用放大器來增加Zigbee網路節點的傳輸距離,然而,這必然要大大增加網路節點的功耗和成本,失去了Zigbee低成本低功耗的本來目的。而且,在室內使用這種方法來增加傳輸距離,效果也有限。顯然,一種通過中心點在室外,終端模塊在室外的星狀網網路通信結構個更加合理。

3、Zigbee的核心技術之一,是每一個網路節點,除了自身作為信息採集點和執行來自中心的命令外,它還承擔著隨時來自網路的數據中轉任務,這樣,網路節點的收發機必須隨時處於收發接收狀態,這就是說它的最低功耗至少在20mA左右,一般使用放大器的遠距離網路節點,其耗電量一般在150mA左右。這顯然很難使用電池驅動來保證網路節點的正常工作;

4、由於Zigbee中的每一個節點,都參與自動組網和動態路由的工作,因而每個網路節點的單片機也就相對復雜一些,成本自然也就高一些。另外,在Zigbee網路的基礎上進行一些針對具體應用的開發工作的量也就大一些。

綜上所述 ,我們認為,Zigbee網路,實際上在許多情況下,是犧牲了網路傳輸效率,帶寬以及節點模塊的功耗,來換取在許多實際應用中,並不重要的動態組網和動態路由的功能,因為,在一般情況下,我們的網路節點和數據傳輸途徑往往都是固定不變的。因此,當前Zigbee技術尚未解決的節點耗電問題,網路數據傳輸的效率較低時延較長的問題,以及數據傳輸距離有限的問題,是當前Zigbee 技術難於得到很好推廣的根本原因。

4. 無線通信技術有哪些種類

1.藍牙

藍牙是一種無線通信模塊。它是一種無線技術標准,可以實現固定終端設備、移動終端設備和個人區域網之間的短距離數據交換。它在頻段使用2.4~2.485GHZUHF無線電波ISM。

藍牙無線技術復雜度高,設備組網速度快,僅需10秒;集成度和可靠性高;傳輸速率一般為1Mbps;成本低,安裝相對簡單。這是一種近距離無線通信技術。

2.Wi-Fi

Wi-Fi無線技術已經遍布我們生活中的方方面面,這是我們每天接觸到的最常見的無線通信技術,給我們的生活帶來了極大的便利。它是基於IEEE802.11標准創建的無線區域網技術。該技術將所有有線網路信號轉換成無線電波信號,其他終端設備通過無線通信模塊連接到wifi,實現無線網路通信。

Wi-Fi技術覆蓋范圍一般在100米以內,技術較為復雜,傳輸速率可達54Mbps,工作頻段2.4GHz,傳輸功率不足100mW,與藍牙無線通信相比,數據安全性能相對較差。但是,WiFi的發明非常符合現代人和社會的需求,發展前景非常廣闊。

3.ZigBee

ZigBee無線通信技術是一種基於IEEE802.15.4標準的低功耗區域網協議。它於2001年8月正式成立。成立之初,由於這個版本發布倉促,出現了一定的錯誤,此後進行了改進。

ZigBee無線通信技術類似於藍牙無線通信技術。兩者都是短距離無線通信技術,但藍牙無線通信技術存在功耗高、復雜度高、通信距離短等缺點,應用范圍有限,在家庭和個人范圍內廣泛應用。ZigBee技術是為了滿足工業自動化的需要而發展起來的,具有布局簡單、抗干擾、傳輸可靠、使用方便、成本低等特點。通信距離延長到10米。從開口距離到幾百米,在室內場景中可以達到50米左右。

4.數傳電台

數傳電台是利用DSP數字信號處理技術和軟體無線點技術實現的高性能專業數據電台。數字電台可以理解為一種通信介質。與光纖和微波一樣,它也有一定的用途。數字電台的傳輸距離很遠,適用於各種復雜的環境。傳輸速率為19.2Kbps,但終端設備價格較貴,使用成本較高,安裝較為復雜。


無線通信模塊的種類及區別

5. 無線WIFI模塊主要使用在什麼上面

Wi-Fi模塊又名串口Wi-Fi模塊,屬於物聯網傳輸層,功能是將串口或TTL電平轉為符合Wi-Fi無線網路通信標準的嵌入式模塊,內置無線網路協議IEEE802.11b.g.n協議棧以及TCP/IP協議棧。

傳統的硬體設備嵌入Wi-Fi模塊可以直接利用Wi-Fi聯入互聯網,是實現無線智能家居、M2M等物聯網應用的重要組成部分,屬於重要的智能硬體組成部分。

中文名Wi-Fi模塊外文名Wi-Fi mole產品性質Wi-Fi通信的傳輸轉換產品網路協議IEEE802.11協議棧、TCP/IP協議棧主要功能實現串口、TTL到無線網路轉換應用領域無線網路

Wi-Fi模塊可分為三類:

1,通用Wi-Fi模塊,比如手機、筆記本、平板電腦上的USB或者SDIO介面模塊,Wi-Fi協議棧和驅動是在安卓、Windows、IOS的系統里跑的,是需要非常強大的CPU來完成應用;

2,路由器方案Wi-Fi模塊,典型的是家用路由器,協議和驅動是藉助擁有強大Flash和Ram資源的晶元加Linux操作系統;

3,嵌入式Wi-Fi模塊,32位單片機,內置Wi-Fi驅動和協議,介面為一般的MCU介面如UART等。適合於各類智能家居或智能硬體單品。

很多廠家已經嘗試將Wi-Fi模塊加入電視、空調等設備中,以搭建無線家居智能系統。實現APP的操控以及和阿里雲,京東雲,網路雲等互聯網巨頭雲端的對接,讓家電廠家快速方便實現自身產品的網路化智能化並和更多的其他電器實現互聯互通