Com o amadurecimento gradual da tecnologia de rede e a chegada da era dos sensores sem fios, a tecnologia de redes de sensores sem fios tornou-se um ponto de acesso tecnológico nos últimos anos. A incorporação de um protocolo de rede normalizado no equipamento de rede pode melhorar a interligação entre redes, melhorar o fluxo entre redes e aumentar a eficiência da partilha de recursos. Com base nas caraterísticas das redes de sensores sem fios, este artigo centra-se na análise das caraterísticas estruturais do protocolo ZigBee e nos métodos de aplicação prospectivos do protocolo de sensores sem fios ZigBee.
Enquanto expansão da Internet, as suas principais tecnologias em desenvolvimento são: sensores, tecnologia de automatização incorporada, RFID e nanotecnologia. Como tecnologia-chave na Internet das Coisas - rede de sensores sem fios, a investigação sobre ela tornou-se gradualmente um ponto quente no atual domínio informático. Não é apenas utilizada na produção e na vida, mas também em aplicações médicas e militares. No entanto, com o rápido desenvolvimento da tecnologia informática, estão atualmente a surgir várias redes de sensores sem fios, o que não favorece a interligação dos nós de rede entre várias redes e a gestão entre redes. O aparecimento do protocolo ZigBee normaliza a interconexão direta dos nós da rede e a gestão entre redes, resolvendo eficazmente os problemas existentes na expansão da rede.
1 Introdução às redes de sensores sem fios
A rede de sensores sem fios (RSSF) é uma rede sem fios composta por um grande número de sensores fixos ou móveis, de forma auto-organizada e multi-hop, para detetar, recolher, processar e transmitir cooperativamente informações sobre o objeto detectado e, em última análise, enviar essas informações ao proprietário da rede. Integra todos os aspectos da tecnologia de rede e concretiza conceitos de computação ubíqua através da deteção de redes sem fios. A figura 1 é um diagrama estrutural esquemático de uma rede de sensores sem fios.
2Visão geral do protocolo Zigbee
O protocolo Zigbee é um protocolo de segurança de rede alargado com base em redes sem fios. O Zigbee é uma tecnologia de rede sem fios emergente que tem as caraterísticas de baixa complexidade, curta distância, baixo consumo de energia, baixo custo e baixa velocidade de transmissão de dados. Não só pode ser aplicada a vários controlos automáticos e controlos remotos, como também pode ser incorporada em diferentes dispositivos, o que reforça as aplicações de rede. A taxa de transmissão do Zigbee é de 10~250KB/s, o tempo de atraso é de 15~30ms, o alcance efetivo da comunicação é de 10~75m e a frequência de funcionamento é de 2,4GHz, 868MHz (Europa) e 915MHz (EUA). Um único Zigbee pode suportar
255 nós de rede inseridos.
2.1 Introdução à pilha de protocolos Zigbee
Um protocolo Zi gbee completo é composto por cinco camadas: camada física, camada de ligação de dados, camada de rede, camada de convergência de aplicações e camada de aplicação, de baixo para cima. A camada de aplicação é o utilizador de nível mais elevado que se depara com vários serviços de aplicação não utilizados; a principal função da camada de convergência de aplicações é transmitir os requisitos das aplicações não utilizadas à camada de rede Zi gbee; a camada de rede é principalmente a camada funcional que efectua a gestão do MAC, da topologia, da segurança, etc.; a camada de ligação de dados está dividida em LLC e MAC, e os dados transmitidos são analisados e estabelecidos logicamente um a um para garantir o funcionamento normal da gestão de dados.
3Aplicações da tecnologia Zigbee
O desenvolvimento da tecnologia Zigbee deve ser promovido com base nos problemas existentes na atual tecnologia de rede para colmatar as deficiências de outras tecnologias de rede sem fios, como a curta distância, a menor transmissão de dados e a baixa taxa de transmissão, e alcançar baixo custo, grande capacidade, baixo consumo de energia e inteligência. Reforçar as caraterísticas para melhorar a função em branco no domínio dos sensores. O desenvolvimento da tecnologia Zigbee é um projeto técnico relativamente complexo, que envolve não só tecnologias de transmissão e de radiofrequência no domínio da rede, mas também tecnologias subjacentes de controlo de software e hardware. No desenvolvimento de redes de sensores sem fios que utilizam a tecnologia Zigbee, são sobretudo considerados os nós de rede e o software funcional correspondente. Atualmente, com os esforços dos investigadores científicos, a tecnologia Zigbee tem sido aplicada a chips de radiofrequência e a outro hardware. Estas instalações de hardware de alta tecnologia reduziram o custo de desenvolvimento.
De acordo com os requisitos de design do programador, apenas alguns componentes precisam de ser adicionados para realizar a aplicação do nó. Além disso, o desenvolvimento e a utilização de software relacionado com o Zigbee aceleram a conceção do sistema Zigbee e simplificam ainda mais a interface de comando do utilizador. Os utilizadores comuns podem controlar a rede Zigbee utilizando apenas alguns comandos simples.
O Zi gbee é uma nova tecnologia de comunicação em rede sem fios, cujas normas correspondentes ainda não foram melhoradas. É por isso que a aplicação da tecnologia Zi gbee na vida real também tem sido dificultada até certo ponto. Mas seja como for, antes do advento da normalização, esta é uma tendência de desenvolvimento tecnológico, que simboliza a verdadeira chegada da era das redes com fios. Só melhorando gradualmente as normas das redes sem fios é que se poderá concretizar o ideal das redes omnipresentes. Atualmente, com a aliança das organizações Zigbee, o desenvolvimento da tecnologia TI foi acelerado, e a tecnologia Zigbee tornar-se-á cada vez mais fiável e flexível.
Palavras-chave: nb-iot dtu