ZigBee在家庭控制网络中的应用研究

为了满足人们对舒适的家庭居住环境的需求，智能家居已成为当今的一个研究热点，而家庭控制网络是实现智能家居的关键。目前已有多种家庭控制网络技术在实际中得以应用。但是实践应用显示这些技术还存在着一定的不足和局限，制约了其在市场应用的近一步扩展。ZigBee就是近年出现的一种低成本，低功耗，低速率的双向无线通讯标准，其目标是应用于家庭自动化、建筑自动化和工业监控等领域。ZigBee更加适合于家庭控制网络。对于ZigBee在家庭控制网中的应用研究可为ZigBee在家庭控制网中的实际应用提供一定指导和参考。 本文主要对ZigBee在家庭控制网中的应用进行了初步研究，提出了改进的网络地址分配算法和和新的网络节点认证机制。文章首先简要总结了目前几种实际应用的家庭控制网技术和可应用于家庭控制网的近距离无线技术，分析其各自特点。其次简述了ZigBee协议栈层结构和功能，并近一步分析了ZigBee协议的主要功能。然后重点分析了ZigBee在家庭控制网中的应用，根据家庭控制网特点，提出一种共享地址分配算法，改进了ZigBee地址分配算法存在的地址子块空间不可共享性。根据家庭控制网节点容易受到物理攻击特点，提出一种基于安全MCU的网络节点认证机制。最后在Freescale公司ZigBee演示板的基础上设计了网络节点，利用Frescale提供的MAC／PHY库编制了节点软件。