剖析紫蜂技术在保障车辆上应用
剖析紫蜂技术在保障车辆上应用 摘要：保障车辆在固定区域执行任务时，作为监测中心的监测人员，无法了解 和控制车辆的运行路线和工作状态，这给监测中心的人员带来了诸多不便，zigbee 新技术的出现和运用则给指挥员带来很大的方便。文章主要对zigbee技术的原理， 技术的主要特点，重点是紫峰技术在保障车辆方面的应用进行了介绍，并设计了 一个系统，在这个系统中，紫峰模块主要负责把已采集到的数据及时传送给监测 中心的人员，确保各项保障任务的顺利完成。关键词：zigbee技术保障车辆；
监测控制 1.引言 2000年12月IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineer,电子电机学会) 成立了IEEE802.15.4工作组，它致力于定义一种供廉价的固定便携式移动设备， 使用低复杂度，低成本，低功耗和低速率的无线连接技术，工作在2.4GHz和 869/915MHz频段的无线技术。IEEE802.15.4是紫峰技术的核心协议，是最近发展 起来的一种短距离无线通信技术，功耗低，被业界认为是最有可能应用在工控场 合的无线方式。紫峰这个名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，意 思是蜜蜂通过跳zigzag形式的舞蹈来分享新发现的食物源的位置距离和方向等信 息。
2.Zigbee技术的原理 完整的Zigbee协议由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和 物理层组成。核心协议是IEEE802.15.4，该协议是满足国际标准组织(ISO)和开放 系统互连(OSI)参考模式。它定义了单一的介质访问层(MAC)和多样的物理层 （PHY），表中概括了IEEE802.15.4标准的主要技术特征。Zigbee联盟制定了MAC 层以上协议，其协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和 物理层组成。ZigBee在IEEE802.15.4标准基础之上建立网络层和应用支持层，包 括巨大数量节点的处理（最大节点数可以达到65000个）、ZigBee设备对象、用 户定义的应用轮廓以及应用支持层等。应用层则由用户根据需要进行开发。如图 所示。[1] 3.zigbee技术的特点和系统设计3.1zigbee技术的主要特点 （1）低功耗2节五号电池可支持一个节点工作6个多月，甚至更长，这是 zigbee技术的突出优势。
（2）低成本通过大幅简化协议，而且还免收协议专利费。
（3）短时延zigbee的响应速度较快，一般从睡眠状态转入工作状态只需15 毫秒。
（4）安全性能高。zigbee提供了3级安全模式，包括无安全设定、使用接 入控制清单、防止非法获取数据以及采用高级加密标准的对称密码，具有很高的 安全属性。
（5）高容量zigbee可采用星状网状网络结构，由一个主节点管理若干个子 节点，同时主节点还可以由上一层节点管理，可组成节点大网，一个zigbee网络 最多可以容纳65536个设备。正是这些组网灵活，低成本，低功耗等全新的特点， 使得这项技术非常适合无线数据传输无线传感器等方面的应用，而且可以在山区 等复杂地区的应用。[2] 3.2系统的总体设计和说明 由于ZigBee收发模块体积小，功耗低，集成或直接安放在保障车辆的某个 地方或者安装在电脑里，ZigBee收发模块使用的是直序扩频技术，比起一般FSK、 ASK和跳频的数传电台来，具有更好的抗干扰能力和更远的传输距离。而且，每 个模块都有接收信号强弱指示功能，易于直接观察网络信号的强弱。随着ZigBee 技术的推广应用，采用该技术建立的无线网络适应了信息化管理系统的功能要求， 通过使用覆盖距离不同、功能不同的ZigBee网络节点，使用低成本的无线收发模 块，能够建立起一个适应信息化管理系统的外场无线局部网络。
该系统主要由单片机和zigbee模块构成，其间使用SPI接口通讯，由于没有 SPI接口，所以按照通讯的时序伪造一个SPI接口。多个传感器分别负责采集外场 保障车辆的不同参数，比如发动机的电压，发动机的工作情况，频率，位置等， 把采集到的信息通过串口传给单片机，单片机通过SPI接口送给zigbee模块，然后 利用高频无线发送出去，接受到数据以后，zigbee模块通过中断线通知单片机， 单片机再利用SPI接口送出接受到的数据，通过串口送给监控中心的计算机，这 样在计算机上就可以显示出来。按此方法，各个单位可以控制自己的所拥有的车辆…… 模型如图所示：
每个单位用指挥室的电脑通过Zigbee技术来控制自己的保障车，然后每个 单位和总指挥室连成一个星型拓扑结构的局域网，使得车辆的有关信息可以方便 的传到总指挥室的电脑上。这样总指挥室的人员不仅可以随时调度各个单位的保 障车，而且可以随时知道保障车的运行路线和运行状况，使车辆的保障、使用效 率得到了很大的提高，也使车辆管理实现了信息化。需要指出的是在868MHz频 段上的无线信号传输损耗较小，与其他频段相比，可以获得较远的有效传输距离， 从而可以用较少的设备覆盖给定的区域，所以本系统采用868MHz频段，如果保 障车的保障地点距离监测中心比较远，可以根据实际需要，在中途安装多个 Zigbee模块，确保信号的有效传输。
例如，Zigbee技术可以应用在城市的公交车上，在每辆公交车上安装 ZigBee收发模块，模块里的传感器来采集不同参数，把采集到的信息通过串口传 给单片机，单片机通过SPI接口传给zigbee模块，然后利用高频无线发送出去，接 受到数据以后，zigbee模块通过中断线通知单片机，这样在计算机上就可以显示 出来。按此方法，监控中心就可以掌握并控制在外行驶的公交车，从而及时准确 掌握公交车运行状态，能保证公交车安全、有序的运行。
4.结论 Zigbee技术的应用给监测和管理车辆带来了极大的方便，使车辆的运行路 线和运行状态能及时的反馈给指挥员，能极大的提高车辆的工作效率。相对于其 他无线技术来说，该技术具有很多主要优势，使得该技术能够得到很广泛的应用。