基于ZigBee技术的酒店客控系统的研究与应用
发布时间：2022-01-11 04:16
随着物联网科技的进步与发展,酒店设备也越来越智能化,提升酒店的核心竞争力已经不仅仅是依靠装饰的奢华,更重要的是采取智能的管理和控制方式,以便用户能体验到更便捷化的服务。当前酒店行业客控方式绝大部分依旧采用人工控制方式,这种方式或多或少存在着资源浪费,成本偏高,用户体验度不高的缺点。相比于传统的酒店客房管控模式,本文以ZigBee技术组建底层硬件无线控制网络,设计并实现了基于ZigBee技术的酒店客控系统。本文的主要研究内容概述如下:首先,本文归纳了ZigBee技术的特点及其应用现状,阐述了利用ZigBee技术构建酒店客控系统的背景和重要意义,同时详细介绍了ZigBee技术的协议栈体系结构、网络拓扑构成以及ZigBee网络层常用的路由算法等相关内容。其次,针对ZigBee技术常用路由算法中存在路由效率低、网络能耗大、节点服务时延较长,易造成网络分割死亡等问题,提出一种基于编码的ZBR（ZigBee Routing）路由算法。在ZigBee网络第一次组网时,通过引入节点二进制编码表,分别优化了RN+节点和RN-节点的运行机制,并通过设定备用父路由节点,加速了网络的自主修复进程。利用NS-2...
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZigBee协议规范体系结构图
第2章ZigBee技术概述8图2-1ZigBee协议规范体系结构图（1）物理层：物理层作为协议栈的底层结构其主要任务是进行信道选择、开关无线收发信机、进行能量监测以及检测链路质量等。（2）介质访问层：介质访问层是物理层和网络层之间的服务通道，其主要实现的功能是：产生网络信标并同步、创建相关的PAN链路并控制开启和断开、为设备提供安全技术支持等。（3）网络层：网络层是整个协议栈的核心部分，主要负责网络的建立和维护。网络层通过各实体之间的原语服务实现了网络初始化、设备配置、搜索网络中的ZigBee设备、设备的连接与断开、发现并指定拓扑路由等功能。（4）应用层：应用层作为协议栈的顶层结构，负责指定设备在网络中的角色，在此基础上发送并响应相关的连接需求，同时为网络层提供服务接口以及为用户提供可自定义的应用对象。ZigBee协议规范层与层之间通过SAP接口进行原语通信。通信原语作为一种抽象的服务概念，为协议栈各层之间互通消息、协同处理各项任务提供了可能。ZigBee协议栈中各项服务的实现由这些通信原语构成，通过描述一个或多个服务原语，指定具体的服务行为[26-28]。原语服务关系图，如图2-2所示。图2-2原语服务
第2章ZigBee技术概述10图2-3ZigBee网络拓扑结构（1）星型拓扑结构（Star）星型拓扑结构一般适用于节点数量较少的环境中，在星型拓扑结构中以协调器节点为中心，各终端节点呈放射状与协调器相连并实现通信。协调器作为主控中心需使用全功能设备，终端节点的选型需要结合实际应用场合，依据不同的功能需求选用全功能设备或精简设备。（2）树状拓扑结构（Cluster-tree）树状拓扑结构包含一个协调器节点和多个星型拓扑结构，各节点设备之间依靠父子关系进行通信。依据数据传输量和实际应用需求，网络中除了终端节点使用精简功能设备，其余的节点都需选用全功能设备。树状拓扑结构限于数据路由的方式，通常数据的传输时延较高。（3）网状拓扑结构（Mesh）网状拓扑结构适用于节点较多且环境复杂的场合。网络拓扑结构节点之间的通信相对灵活，并不局限于父子关系间进行通信，相邻范围内有路由能力的节点依据需求都可以建立相应的通信链路。当网络中某条路径出现故障时，还可以通过查询路由表依靠其他的路径进行信息传输。网状拓扑结构在实际应用中可靠性非常高，具有“自主修复”能力，但由于需要经常维护路由表，随之带来的是更大的存储空间需求以及能量开销。2.4网络层路由算法ZigBee网络层基本的路由算法主要有Cluster-Tree算法、AODVjr算法和ZBR算法[33]。
本文编号：3582069
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZigBee协议规范体系结构图
第2章ZigBee技术概述8图2-1ZigBee协议规范体系结构图（1）物理层：物理层作为协议栈的底层结构其主要任务是进行信道选择、开关无线收发信机、进行能量监测以及检测链路质量等。（2）介质访问层：介质访问层是物理层和网络层之间的服务通道，其主要实现的功能是：产生网络信标并同步、创建相关的PAN链路并控制开启和断开、为设备提供安全技术支持等。（3）网络层：网络层是整个协议栈的核心部分，主要负责网络的建立和维护。网络层通过各实体之间的原语服务实现了网络初始化、设备配置、搜索网络中的ZigBee设备、设备的连接与断开、发现并指定拓扑路由等功能。（4）应用层：应用层作为协议栈的顶层结构，负责指定设备在网络中的角色，在此基础上发送并响应相关的连接需求，同时为网络层提供服务接口以及为用户提供可自定义的应用对象。ZigBee协议规范层与层之间通过SAP接口进行原语通信。通信原语作为一种抽象的服务概念，为协议栈各层之间互通消息、协同处理各项任务提供了可能。ZigBee协议栈中各项服务的实现由这些通信原语构成，通过描述一个或多个服务原语，指定具体的服务行为[26-28]。原语服务关系图，如图2-2所示。图2-2原语服务
第2章ZigBee技术概述10图2-3ZigBee网络拓扑结构（1）星型拓扑结构（Star）星型拓扑结构一般适用于节点数量较少的环境中，在星型拓扑结构中以协调器节点为中心，各终端节点呈放射状与协调器相连并实现通信。协调器作为主控中心需使用全功能设备，终端节点的选型需要结合实际应用场合，依据不同的功能需求选用全功能设备或精简设备。（2）树状拓扑结构（Cluster-tree）树状拓扑结构包含一个协调器节点和多个星型拓扑结构，各节点设备之间依靠父子关系进行通信。依据数据传输量和实际应用需求，网络中除了终端节点使用精简功能设备，其余的节点都需选用全功能设备。树状拓扑结构限于数据路由的方式，通常数据的传输时延较高。（3）网状拓扑结构（Mesh）网状拓扑结构适用于节点较多且环境复杂的场合。网络拓扑结构节点之间的通信相对灵活，并不局限于父子关系间进行通信，相邻范围内有路由能力的节点依据需求都可以建立相应的通信链路。当网络中某条路径出现故障时，还可以通过查询路由表依靠其他的路径进行信息传输。网状拓扑结构在实际应用中可靠性非常高，具有“自主修复”能力，但由于需要经常维护路由表，随之带来的是更大的存储空间需求以及能量开销。2.4网络层路由算法ZigBee网络层基本的路由算法主要有Cluster-Tree算法、AODVjr算法和ZBR算法[33]。
本文编号：3582069
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