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摘要：本文从研究背景入手，介绍ZigBee网络技术协议和RFID技术相关概念，分析了物联网系统中将二者结合起来的作用和意义，并且提出了ZigBee和RFID两种技术在接口端结合的方案。
关键词：ZigBee；RFID；接口
1 引 言
现如今RFID技术与无线网络传输技术的结合受到了广泛的关注，尤其在现在火热的物联网应用中。作为一个具有一定规模模式的产业，RFID在未来的前景被人们所看好。将RFID技术融合到无线网络中，形成一个具有无线通信功能的物联网系统，其中RFID的作用是载有系统部分的电子码，通过系统中无线网络的通信协议，可以增强系统的传播和应用范围。目前，我国RFID和ZigBee融合系统已经有所被开发，将两种技术结合起来可有效解决RFID技术存在的信号碰撞和无线网络很难获得目标具体位置的问题，因此解决RFID技术与ZigBee接口问题迫在眉睫。
2 ZigBee通信协议
ZigBee技术是IEEE和ZigBee Alliance两个技术联盟共同发起的，二者通过，ZigBee的整体框架如图2.1所示。Vs系统供电电源电压，Tc和TF是时间常数，PI为比例-积分控制。
图2.1 ZigBee结构
ZigBee技术有着如下几个主要的特点：
1.功耗低。由于ZigBee技术的工作时间相对集中，对信息的接收和发送功耗低，并且系统应用了睡眠模式，因此系统只需要普通的锂电池就可以保持一至两年的工作时间。
2.可靠性高。ZigBee使用了最新的数据避免碰撞的方式，从而有效地避免了数据在发送时的冲突。在每次发送数据都要等待上次数据接收完成之后再进行，这么做极大地减少了数据传输的错误。
3.ZigBee技术性价比高。ZigBee中射频模块的成本只有大约5美元，并且随着使用越来越广泛，成本价格会越来越低，而且ZigBee不收取任何专利费。
4.ZigBee实时度高。ZigBee通过对系统内嵌入的软件进行了优化，使得系统在收发消息以及从睡眠模式唤起的延时时间都很少。
5.容量大及安全度高。每个ZigBee网络可以支持最多1个主设备和255个从设备，每个网络涵盖区域内可以支持最多255个网络接口。并且ZigBee具有很高的安全性，通过对数据进行全面性的检查，ZigBee具有很高的容错率。
3 RFID技术简介
目前主流的RFID系统由三个部分组成：RFID读写器、标签和计算机系统。它的工作原理是：RFID读写器通过天线发出特定频率的电磁波信号，形成信号感应磁场，当系统内标签置入感应磁场中，标签内自带的电路向编码系统发出信号，通过磁场发出编码信号，从而能够被特定频率的读卡器读取并解码，并进行下一步处理。
RFID技术有如下几个特点：
1.识别精度高，可以几乎同时识别周围多个标签；
2.使用便利，识别过程可以穿过一到两个障碍物；
3.传播数据量大，数据可以达到上千兆字节；
4.安全度高，信息可以被完好无损的传输并且不会受到周围环境所干扰和篡改。
4 .ZigBee无线传输网络与RFID通信接口实现
基于ZigBee协议的无线网络系统的特点是慢速、短距离、低成本、低功耗，是一种实用的无线通信方式。由于有上述这些优点，它可以一方面达到RFID对通信速率的要求，也能够拓展RFID对通信距离的要求，从而弥补RFID在通信协议上技术的不全。ZigBee技术在网络协议上相对完善，通过对系统设定特定的拓扑结构，有核心的网络协调器对该拓扑结构统一管理，使得信息在设备内部之间达到快速高效的传输，实现对等通信的目的。除了通信协议上的完善，在可靠性方面ZigBee使用了CSMA-CA机制、应答确认帧和数据校验等高效的技术手段。ZigBee技术层次中的MAC层使用了非常重要的安全措施以确保数据在传输过程中的高度安全。通过对系统的配置，ZigBee选择安全模式，该模式具有数据加密的更高级别的安全性能。
RFID与ZigBee无线网络接口的设计中，ZigBee技术相当于网络系统中网关的作用。通过RFID系统采集得到的条码数据通过ZigBee无线网络协议传输到其系统中，进而对条码数据进行有效的分析。
两个系统可以通过很多种通信的接口实现数据对等传输，例如UART接口、I2C接口和SPI接口等。为了使系统的设计简化，可以采用两个系统本身自带的UART接口进行接口设计，也就是说将每个RFID读写器中内置的UART连接到每个ZigBee的UART模块，这其中ZigBee的UART模块是由计算机服务器所提供连接。通过对RFID系统的整体分布的分析，将系统配置成星形结构的特点，进而通过服务器和网络协调器进行有效的连接对系统进行管理和维护。为了使得异步传输的一致性，对ZigBee和RFID的UART串口协议进行了如下的规定：
1.方式：异步串行传输；
2.波特率：可动态设置；
3.8个数据位；
4.1个停止位；
5.无校验位。
5结论
本文通过对RFID识别系统和ZigBee无线通信协议进行了概述，并通过二者在通信接口上的硬件及协议的确定达到了二者有效的结合，为今后在物联网中更广泛的应用提供了一定的方案。
[参考文献]
[1] 郎为民.射频识别（RFID）技术原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2006：10-14.
[2] FINKENZELLER K.Radio Frequency Identification technology[M].北京：电子工业出版社，2001：25-30.
[3] 江宏.德州仪器：给 RFID 技术一颗强劲的 “ 芯 ” 物流技术与应用，2006.9：32-33.
[4] 中国射频识别（RFID）技术策略白皮书.中华人民共和国科学技术部等十五部委.2006.06：33-38.
[5] WHEAT J等著.莫蓉蓉，刘传昌等译.无线网络设计.第一版[M].北京：机械工业出版社，2002.3.
[6] 龙承志，马玉秋，沈树群.基于低速率的短距离无线通信网络新技术-ZigBee [J].数据通信，2005，（1）：12-14，17.
关键词：ZigBee；RFID；接口
1 引 言
现如今RFID技术与无线网络传输技术的结合受到了广泛的关注，尤其在现在火热的物联网应用中。作为一个具有一定规模模式的产业，RFID在未来的前景被人们所看好。将RFID技术融合到无线网络中，形成一个具有无线通信功能的物联网系统，其中RFID的作用是载有系统部分的电子码，通过系统中无线网络的通信协议，可以增强系统的传播和应用范围。目前，我国RFID和ZigBee融合系统已经有所被开发，将两种技术结合起来可有效解决RFID技术存在的信号碰撞和无线网络很难获得目标具体位置的问题，因此解决RFID技术与ZigBee接口问题迫在眉睫。
2 ZigBee通信协议
ZigBee技术是IEEE和ZigBee Alliance两个技术联盟共同发起的，二者通过，ZigBee的整体框架如图2.1所示。Vs系统供电电源电压，Tc和TF是时间常数，PI为比例-积分控制。
图2.1 ZigBee结构
ZigBee技术有着如下几个主要的特点：
1.功耗低。由于ZigBee技术的工作时间相对集中，对信息的接收和发送功耗低，并且系统应用了睡眠模式，因此系统只需要普通的锂电池就可以保持一至两年的工作时间。
2.可靠性高。ZigBee使用了最新的数据避免碰撞的方式，从而有效地避免了数据在发送时的冲突。在每次发送数据都要等待上次数据接收完成之后再进行，这么做极大地减少了数据传输的错误。
3.ZigBee技术性价比高。ZigBee中射频模块的成本只有大约5美元，并且随着使用越来越广泛，成本价格会越来越低，而且ZigBee不收取任何专利费。
4.ZigBee实时度高。ZigBee通过对系统内嵌入的软件进行了优化，使得系统在收发消息以及从睡眠模式唤起的延时时间都很少。
5.容量大及安全度高。每个ZigBee网络可以支持最多1个主设备和255个从设备，每个网络涵盖区域内可以支持最多255个网络接口。并且ZigBee具有很高的安全性，通过对数据进行全面性的检查，ZigBee具有很高的容错率。
3 RFID技术简介
目前主流的RFID系统由三个部分组成：RFID读写器、标签和计算机系统。它的工作原理是：RFID读写器通过天线发出特定频率的电磁波信号，形成信号感应磁场，当系统内标签置入感应磁场中，标签内自带的电路向编码系统发出信号，通过磁场发出编码信号，从而能够被特定频率的读卡器读取并解码，并进行下一步处理。
RFID技术有如下几个特点：
1.识别精度高，可以几乎同时识别周围多个标签；
2.使用便利，识别过程可以穿过一到两个障碍物；
3.传播数据量大，数据可以达到上千兆字节；
4.安全度高，信息可以被完好无损的传输并且不会受到周围环境所干扰和篡改。
4 .ZigBee无线传输网络与RFID通信接口实现
基于ZigBee协议的无线网络系统的特点是慢速、短距离、低成本、低功耗，是一种实用的无线通信方式。由于有上述这些优点，它可以一方面达到RFID对通信速率的要求，也能够拓展RFID对通信距离的要求，从而弥补RFID在通信协议上技术的不全。ZigBee技术在网络协议上相对完善，通过对系统设定特定的拓扑结构，有核心的网络协调器对该拓扑结构统一管理，使得信息在设备内部之间达到快速高效的传输，实现对等通信的目的。除了通信协议上的完善，在可靠性方面ZigBee使用了CSMA-CA机制、应答确认帧和数据校验等高效的技术手段。ZigBee技术层次中的MAC层使用了非常重要的安全措施以确保数据在传输过程中的高度安全。通过对系统的配置，ZigBee选择安全模式，该模式具有数据加密的更高级别的安全性能。
RFID与ZigBee无线网络接口的设计中，ZigBee技术相当于网络系统中网关的作用。通过RFID系统采集得到的条码数据通过ZigBee无线网络协议传输到其系统中，进而对条码数据进行有效的分析。
两个系统可以通过很多种通信的接口实现数据对等传输，例如UART接口、I2C接口和SPI接口等。为了使系统的设计简化，可以采用两个系统本身自带的UART接口进行接口设计，也就是说将每个RFID读写器中内置的UART连接到每个ZigBee的UART模块，这其中ZigBee的UART模块是由计算机服务器所提供连接。通过对RFID系统的整体分布的分析，将系统配置成星形结构的特点，进而通过服务器和网络协调器进行有效的连接对系统进行管理和维护。为了使得异步传输的一致性，对ZigBee和RFID的UART串口协议进行了如下的规定：
1.方式：异步串行传输；
2.波特率：可动态设置；
3.8个数据位；
4.1个停止位；
5.无校验位。
5结论
本文通过对RFID识别系统和ZigBee无线通信协议进行了概述，并通过二者在通信接口上的硬件及协议的确定达到了二者有效的结合，为今后在物联网中更广泛的应用提供了一定的方案。
[参考文献]
[1] 郎为民.射频识别（RFID）技术原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2006：10-14.
[2] FINKENZELLER K.Radio Frequency Identification technology[M].北京：电子工业出版社，2001：25-30.
[3] 江宏.德州仪器：给 RFID 技术一颗强劲的 “ 芯 ” 物流技术与应用，2006.9：32-33.
[4] 中国射频识别（RFID）技术策略白皮书.中华人民共和国科学技术部等十五部委.2006.06：33-38.
[5] WHEAT J等著.莫蓉蓉，刘传昌等译.无线网络设计.第一版[M].北京：机械工业出版社，2002.3.
[6] 龙承志，马玉秋，沈树群.基于低速率的短距离无线通信网络新技术-ZigBee [J].数据通信，2005，（1）：12-14，17.