《電子技術應用》
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基于ZigBee技術的無線點餐系統(tǒng)解決方案
摘要: 系統(tǒng)由服務員手持的帶ZIGBEE無線數(shù)據(jù)通訊功能的無線點菜手持機、或安裝在餐桌上的具有ZIGBEE無線數(shù)據(jù)通訊功能的點菜機,和安裝在PC系統(tǒng)服務器端的ZIGBEE無線數(shù)據(jù)中心節(jié)點組成。利用本套系統(tǒng),服務員或顧客可以隨時隨地使用無線點菜機進行點菜、加菜、結(jié)算等工作,并即時把數(shù)據(jù)傳到后臺數(shù)據(jù)服務器。在數(shù)據(jù)服務器端,安裝有ZIGBEE無線數(shù)據(jù)中心節(jié)點,可以在有效范圍內(nèi)與無線點菜機進行隨時隨地的通訊,由服務器負責后臺的數(shù)據(jù)維
Abstract:
Key words :

一、應用需求 

系統(tǒng)由服務員手持的帶 ZIGBEE 無線數(shù)據(jù)通訊功能的無線點菜手持機、或安裝在餐桌上的具有ZIGBEE 無線數(shù)據(jù)通訊功能的點菜機,和安裝在 PC 系統(tǒng)服務器端的ZIGBEE 無線數(shù)據(jù)中心節(jié)點組成。利用本套系統(tǒng),服務員或顧客可以隨時隨地使用無線點菜機進行點菜、加菜、結(jié)算等工作,并即時把數(shù)據(jù)傳到后臺數(shù)據(jù)服務器。在數(shù)據(jù)服務器端,安裝有ZIGBEE無線數(shù)據(jù)中心節(jié)點,可以在有效范圍內(nèi)與無線點菜機進行隨時隨地的通訊,由服務器負責后臺的數(shù)據(jù)維護管理。 

系統(tǒng)由無線點菜手持機或桌上的無線點菜機、無線通訊節(jié)點及安裝了無線 ZIGBEE  中心節(jié)點的 PC 控制機組成。PC 控制機端無線通訊節(jié)點與無線點菜機配合使用,完成點菜系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)通訊功能。一臺 ZIGBEE 無線通訊中心節(jié)點能夠以輪詢的方式與多臺無線點菜機通訊。在室內(nèi)環(huán)境,受建筑物的阻擋等因素影響,當一臺 PC 端無線數(shù)據(jù)節(jié)點的通訊距離不能覆蓋整個應用場所時,在適當位置增設多個無線通訊路由節(jié)點,可以組成相當可靠的蜂窩狀網(wǎng)絡,保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。 

二、基于ZigBee 的餐廳無線點餐系統(tǒng)通信網(wǎng)絡 

餐廳ZigBee 無線節(jié)點網(wǎng)絡,通過在餐廳、吧臺、廚房、收銀臺、處理中心部署的 ZigBee節(jié)點設備構(gòu)成了完整的無線通訊網(wǎng)絡,實現(xiàn)了信息處理的自動化。  

內(nèi)置無線ZIGBEE 通信模塊的手持點餐終端,服務員通過手持的點餐終端處理顧客的點單,用戶訂單通過終端和大廳內(nèi)的ZigBee 網(wǎng)絡自動的上傳到廚房和收銀臺。 

無線通信系統(tǒng)的 ZIGBEE 中心節(jié)點、無線ZIGBEE 路由和無線點餐終端,夠構(gòu)成一個蜂窩狀的通信網(wǎng)絡,任何一個節(jié)點以多調(diào)方式實現(xiàn)通信。其中任何一個 ZIGBEE 路由器,負責與中心網(wǎng)絡的連接和數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)。  

所有的 ZIGBEE 路由器組成一個蜂窩網(wǎng)狀網(wǎng)絡,再與 ZIGBEE 中心節(jié)點連接,中心節(jié)點設置在總服務臺,構(gòu)建成一個完整的 ZIGBEE 無線網(wǎng)絡,是個通信非??煽康木W(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。

三、Zigbee 無線技術簡介 

zigbee是一種新的無線連接技術,該無線連接技術主要解決低成本、低功耗、低復雜度、低傳輸速率、近距離的設備聯(lián)網(wǎng)應用。   

ZigBee 標準基于 802.15.4 協(xié)議棧而建立,具備了強大的設備聯(lián)網(wǎng)功能,它支持三種主要的自組織無線網(wǎng)絡類型,即星型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(Mesh)和簇狀結(jié)構(gòu)(Cluster tree),并且系統(tǒng)節(jié)點具有多跳路由功能,特別是能夠組成蜂窩網(wǎng)狀網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),具有很強的網(wǎng)絡健壯性和系統(tǒng)可靠性。   


圖一  ZIGBEE星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

 

星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)特點 

支持點對點、點對多點通信中心節(jié)點為ZIGBEE 協(xié)調(diào)器,終端節(jié)點為ZIGBEE 終端設備所有數(shù)據(jù)經(jīng)過中心節(jié)點適合圓形分散、距離較近的設備聯(lián)網(wǎng) 


圖二  ZIGBEE  網(wǎng)狀網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

MESH 網(wǎng)狀網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)特點 

系統(tǒng)采用多跳式路由通信 

網(wǎng)絡容量很大 

可以跨越很大的物理空間,適合距離較遠比較分散的結(jié)構(gòu) 

MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡具有強大的功能,網(wǎng)絡的所有實體只有要通信范圍之內(nèi),都可以互相通信,如果沒有直接通路,還可以通過“多級跳”的方式來通信;該拓撲結(jié)構(gòu)還可以組成極為復雜的網(wǎng)絡;除此之外,網(wǎng)絡還具備自組織、自愈功能。  

四、Zigbee 無線技術優(yōu)點 

設備省電   

zigbee 技術采用了多種節(jié)電的工作模式,可以確保兩節(jié)五號電池支持長達 6 個月到2 年左右的使用時間;   

通信可靠   

zigbee采用了 CSMA-CA 的碰撞避免機制,同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了專用時隙,避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突;MAC 層采用了完全確認的數(shù)據(jù)傳輸機制,每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認信息;   

網(wǎng)絡的自組織、自愈能力強  

zigbee的自組織功能:無需人工干預,網(wǎng)絡節(jié)點能夠感知其他節(jié)點的存在,并確定 

連接關系,組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡;   

zigbee自愈功能:增加或者刪除一個節(jié)點,節(jié)點位置發(fā)生變動,節(jié)點發(fā)生故障等等, 

網(wǎng)絡都能夠自我修復,并對網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)進行相應地調(diào)整,無需人工干預,保證整個 

系統(tǒng)仍然能正常工作。   

具備自組織、自愈能力的無線通信網(wǎng)絡才是最理想的通信方式。  

成本低廉   

設備的復雜程度低,且 Zigbee協(xié)議是免專利費的,這些可以有效地降低設備成本;  

Zigbee的工作頻段靈活,為免執(zhí)照頻段的 2.4GHz,就是沒有使用費的無線通信。  

網(wǎng)絡容量大   

一個 ZigBee 網(wǎng)絡可以容納最多 254 個從設備和一個主設備,一個區(qū)域內(nèi)可以同時存在 200 多個 ZigBee網(wǎng)絡;   

數(shù)據(jù)安全   

ZigBee 提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能,加密算法采用 AES-128,同時各個應用可 

以靈活確定其安全屬性。

 



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