SCI论文（www.lunwensci.com）:
摘要：随着德化陶瓷产业近年来的飞速发展，德化陶瓷展厅数量不断增加。为了提高竞争力，一些传统德化陶瓷展厅已经转向智能展厅。因此，构建智能化德化陶瓷展览系统的需求越来越迫切。在构建德化陶瓷智能展厅显示系统时，自我检测和自我调节是最重要的两个环节。通过研究德化陶瓷展厅从传统展厅向智能化展厅的转型，将ZigBee技术用于德化陶瓷智能展厅并解决技术架构问题，将德化陶瓷展厅与互联网连接起来，对采集到的数字信息进行后续的识别和处理，从而达到对信息控制和使用的目的，从而使德化陶瓷展厅在安全检测、自动调节、无线控制等方面实现智能化。此外，为了更好地提高德化陶瓷展厅的宣传作用，提高德化陶瓷展厅的使用寿命，通过规避德化陶瓷展厅的各种风险，提高德化陶瓷展厅的视觉效果，使其具有智能化的感觉和应用前景广阔。此外，引入ZigBee技术，能够实现展厅的灯光控制、电器控制、红外家电控制、窗帘控制、门窗控制、并对安防报警(温度、湿度、亮度、烟雾等)进行采集、汇总处理、自动调节控制、安全检测，使陶瓷展厅真正实现智能化。
关键词：ZigBee无线技术；智能展厅；智能化；德化陶瓷
Application of ZigBee Technology in Dehua Ceramic Intelligent Exhibition Hall
YAN Dongli
(Quanzhou Arts and Crafts Vocational College,Quanzhou Fujian 362500)
【Abstract】：With the rapid development of Dehua ceramic industry in recent years,the number of Dehua ceramic exhibition hall is increasing.In order to improve competitiveness,some traditional Dehua Ceramic exhibition halls have turned to intelligent exhibition halls.Therefore,the need to build an intelligent Dehua Ceramic Exhibition system is becoming more and more urgent.In the construction of Dehua Ceramic intelligent exhibition hall display system,self-detection and self-regulation are the two most important links.By studying the transformation of Dehua Ceramic Exhibition Hall from traditional exhibition hall to intelligent exhibition hall,apply ZigBee technology to Dehua Ceramic intelligent exhibition hall and solve the problem of technical architecture,connect Dehua Ceramic Exhibition Hall with the Internet,and carry out subsequent identification and processing of the collected digital information,so as to achieve the purpose of information control and use,so as to make Dehua Ceramic Exhibition Hall in safety detection automatic regulation,wireless control and other aspects to achieve intelligence.In addition,in order to better improve the publicity role of Dehua Ceramic Exhibition Hall and improve the service life of Dehua Ceramic Exhibition Hall,by avoiding various risks of Dehua Ceramic Exhibition Hall,improve the visual effect of Dehua Ceramic Exhibition Hall,so as to make it have intelligent feeling and broad application prospects.In addition,the introduction of ZigBee technology can realize the lighting control,electrical appliance control,infrared appliance control,curtain control,door and window control of the exhibition hall,and collect,summarize and process,automatic adjustment control and safety detection of security alarms(temperature,humidity,brightness,smoke,etc.),so as to make the ceramic exhibition hall truly intelligent.
【Key words】：ZigBee wireless technology;intelligent exhibition hall;intellectualization;Dehua ceramic
0引言
作为一种短距离和低速率下的无线通信技术，ZigBee技术主要是基于IEEE 802.15.4标准，其优点在于低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(Bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(Zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。ZigBee技术主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。目前，ZigBee技术联盟已经吸引了100家芯片公司、无线电设备公司和各类开发商的参与[1]。世界上许多公司都供应ZigBee技术，ZigBee也拥有了更多的黄金开发平台，成功应用于室内装饰空间和家居工具的智能化开发等领域[2]。近年来，国内许多大学研究员都参与了独立ZigBee技术的研究和应用[3,4]。例如，中国科学院计算技术研究所宁波分院专注于无线免费技术和智能无线网络传感器。此外，在过去的10年里ZigBee技术制造商不断进入这个行业。经过多年的发展和积累，使得这种智能化技术日趋成熟。天使投资、风险投资等基金也纷纷进入。在财政支持下，一个成熟、稳定和用户友好的系统将在短期内投放市场。从智能展示空间推广的角度来看，越来越多的技术公司和个人愿意参与推广工作。这也从一个方面反映了大家对智慧展厅的热情。可见，通过研发、生产、营销人员的共同努力，智慧展厅的理念已经深入人心。
现阶段，随着德化陶瓷展厅数量的增加[5]，如何有效地吸引感兴趣的消费者，让他们在展厅有更加直观、立体、智能的了解德化陶瓷已成为陶瓷企业迫切需要解决的根本问题。所以需要将ZigBee技术用于德化陶瓷智能展厅，通过解决其技术架构问题，将德化陶瓷展厅与互联网连接起来，对采集到的数字信息进行后续的识别和处理，从而达到对信息控制和使用的目的，从而使德化陶瓷展厅在安全检测、自动调节、无线控制等方面实现智能化。此外，引入ZigBee技术还能更好地保护德化陶瓷展厅的产品，提高德化陶瓷展厅的使用寿命，规避德化陶瓷展厅的各种风险，提高德化陶瓷展厅的视觉效果，更加具有智能化。
1传统展厅和智能展厅的区别及当前的现状
近年来，随着经济和科学技术的逐步进步，技术创新已成为时代的主旋律。人们越来越重视科学技术来丰富生活。政府的重视、市场的推动和技术的创新推动了展览业的快速发展，而德化陶瓷展厅正逐步走向多元化和科技化，其展示技术也日趋多样化[6]。德化陶瓷展厅不仅具有简单的销售功能，还可以展示德化陶瓷的设计风格。德化陶瓷展厅的主要功能是展示和交流信息。成功的德化陶瓷展厅不应该局限于店内陈列的陶瓷数量，更重要的是，它应该为德化陶瓷提供一个全方位的展示平台。从而使更多的参观者对德化陶瓷有了全面而又深入地了解，激发了参与者的购买欲望。因此，智能化展厅的设计对德化陶瓷具有重大而全面的影响，并直接影响德化陶瓷在市场上的形象。一个好的展厅设计将给德化陶瓷带来巨大的利益。一方面可以加大德化陶瓷的普及力度，使德化陶瓷得到有效推广；另一方面则是通过德化陶瓷文化的推广，可以有效地推广德化陶瓷产品。此外，从参观者的角度来看，通过德化陶瓷展，参观者可以找到适合自己的产品。最后，它还可以为公司提供改进技术和服务的机会，通过展厅为参观者和其他业务单位提供面对面的机会，并及时调整和修改业务系统以响应市场的变化，这将对企业未来的发展起到重要的支撑作用。
传统的展厅以单一的形式展示物品，并在指定的空间内以各种形式向参观者传达相关物品。“展品+叙述者”可以说是传统展厅的标准配置[7]。ZigBee技术在传统展厅的基础上整合了数字化信息元素。传统展览的展示通常是固定的静态的，而基于ZigBee技术的德化陶瓷智能展厅则逐渐由静态展示转变为动态展示。新技术的整合可以增加与观众的信息互动，有利于品牌和形象的提升。新的展览厅以声频、图像、视频、虚拟现实为特色，让参观者沉浸在数字技术中，给参观者带来身临其境的感觉。可以更轻松、更自由地理解展览的内容，更深刻地理解内容的含义。主要展示设备包括交互式投影、虚拟现实、增强现实、墙壁投影、全息投影等。与国外相比，德化陶瓷展厅的设计还存在一些不足，如设计和表达方式的简化，缺乏个性和新兴技术的应用。目前，国内对智能化德化陶瓷展示系统研究较少，主要集中在展览的概念(主题、目标等)、产品的内容(型号、价格等)、展厅的展示方式(灯光、电子屏等)上，这些都是远远不够的。
2 ZigBee技术架构于德化陶瓷智能展厅
基于ZigBee智能技术的德化陶瓷展厅系统主要可以实现智能控制灯光、电器、红外家电、窗帘、门窗、安防报警(温度、湿度、亮度、烟雾等)。所有应用节点之间发送或者接收数据都是通过无线数据传输的方式进行的，而协调器节点则是通过串口与上位机进行通信，集中处理所有采集到的数据以及控制信息[8]。其ZigBee模块完成系统组网、传感器数据的采集和传输功能，供电电源为2V~3V，模块总功耗为22MW~25MW，无线模块工作时平均功耗为130W~135W。系统终端完成显示、综合控制和报警功能，数据传输率为250KPS，无线功率为1DBM，接收灵敏度为-97DBM。检测展厅硬件性能并通过上位机控制系统，设定温度等参数，发送功耗输出为14DBM，无线传输距离为300M~600M(外接鞭状天线)。根据程序演示和所选程序的基本架构，系统包括系统的硬件和软件组件。系统硬件结构包括基于技术的定位模块、手持终端、网络接口和通信服务器，系统软件包括平板终端软件系统和服务器端软件系统。
(1)基于ZigBee技术的德化陶瓷展厅的硬件结构，主要包括基于ZigBee技术的定位模块、手动终端、网络通信接口和服务器等单元。定位模块由多个参考节点模块和目标节点模块组成，通过端口连接到服务器终端系统。访客便携式终端系统与定位模块系统的目标节点集成，其物理位置始终与访客一致，但不直接通信。便携式终端系统通过网络通信接口连接到服务器终端系统。在实际应用中，根据德化陶瓷展厅环境的需要，可能会有多个检测定位模块和多个便携式终端系统，但手动和服务器终端接口必须一致。
(2)德化陶瓷展厅基于ZigBee技术，通过传感器网络上的用户信息，无需Wi-Fi搜索，即可获取访客笔记本电脑和平板电脑目标节点的位置，并通过门户将其传输至站点服务器终端，并通过LAN站点的Wi-Fi通信将相关信息下载到用户的平板电脑上。目标节点和门户通过无线的ZigBee技术进行通信，而平板电脑通过Wi-Fi与服务器系统进行通信。
(3)基于ZigBee技术的德化智能陶瓷展厅的CC 2430参考节点和CC2431目标节点通过无线的ZigBee技术传播进行通信，协议为IEEE 802.15.4。这是一种无线通信协议的短程射频。它可以在2.4ghz/868mhz/915mhz的三个不同频段工作。ZigBee技术属于802.15协议家族，具有低速度、低能耗、低成本和低复杂度的特点。ZigBee协议是在IE802.15.4协议的基础上开发的。ZigBee协议栈是基于0SI标准的，它主要由物理层、Mac媒体接入层、网络层和应用框架层组成。
(4)基于ZigBee技术的德化陶瓷智能展厅系统软件主要包括平板终端和服务器终端两个模块。服务器端系统软件用于在参考节点和智能展厅媒体库之间建立高效的关系数据库，实时定位多个目标节点，并提供基于物联网的多媒体数据管理功能；平板电脑终端系统软件用于显示、显示和浏览当前访客的位置信息等。
利用上述软件和硬件系统实现智能控制灯光、窗帘、门窗、安防报警(温度、湿度、亮度、烟雾等)。其中，智能灯光控制功能可以通过CC2430将信号输出并传递到ULN2803达林顿晶体管阵列，利用驱动进行放大并通过指定电路输出。选择DHT11传感器检测展厅的温、湿度参数，并与CC2430连接，作为温、湿度信息的采集节点，依照一定的顺序安放在展厅当中，采集展厅内信息。此外，利用红外感应技术进行安防报警。当红外线采集器接收到异常热量信号后，会将热量信号转换为电信号发送给上位机，进而实现报警。基于此，提高德化陶瓷展厅的整体形象，使展厅呈现新的艺术效果，从而实现经济效应的提升。
3 ZigBee技术在德化陶瓷智能展厅中的意义
在ZigBee技术的指导下，德化陶瓷智能展厅的智能展示模式逐渐从单一的视觉体验转变为多种互动体验，从固定的被动视觉模式转变为长期的沉浸式体验。在传统的展厅里，观众和艺术是独立的个体，艺术和公众之间几乎没有互动。而在信息时代，艺术与互动媒体相结合，艺术与公众从独立关系发展到互动关系。在互动过程中让公众更真实地感受到设计师对作品的理解以及设计师试图表达的想法。公众参与已成为展览的一部分，丰富了展厅的形式和内涵。ZigBee技术的有效整合为参展商带来了多种复合体验，公众通过与媒体的互动获得了不同的体验。丰富的游戏模式、丰富多彩的效果、全新的智能技术为整个展厅带来了不同的生机和活力，给参观者带来了立体的视觉冲击和真实的身临其境的体验，使原本枯燥的展览变得生动有趣。此外，互动体验带来的趣味性感受也将引导展厅吸引参展商从“一次性”到“重复”，从“短期”到“长期”。从展厅本身来看，展览的内容是有限的，而基于ZigBee技术的德化陶瓷智能化展厅所带来的互动体验打破了传统展品在展览中的孤立，结合了ZigBee技术的开放性和互动性，无形中提升了展览内容的魅力。此外，ZigBee自身的技术特点也可以将更多的内容向公众展示，并使其更具吸引力，从而依靠这种方法的力量使展览留下更深刻的印象，实现更好地展示效果。
此外，ZigBee技术的各种展示方式为展览内容提供了重要支持，丰富了产品的展示形式。然而，尽管ZigBee技术可以整合到展厅的绘图中，但不能忽视的是展览实际内容的客观重要性。过度的互动形式同样会降低展厅的文化内涵。作为德化陶瓷智能展厅的主体和核心，产品内容的本身是ZigBee技术无法替代的。因此，需要有效地协调内容和形式，使它们相互补充。传统展厅设计注重美，智能设计注重体验，但关注一方并不意味着可以完全抛弃另一方。在当前公共空间设计的发展中，始终存在着一个困难，那就是审美的共性。审美不仅存在于我们的思想中，而且被认为是实现人格和价值的一种方式，也是促进人类社会发展的基本而重要的途径。视觉效果在展厅现代设计中的作用不容低估。但是只关注展厅的视觉效果只会带来暂时的新鲜感，久而久之会让人视觉疲劳。因此，需要注意审美与体验的融合，这也是当代设计基本理念，是传统与现代的融合与碰撞。艺术和科学技术都是创新的。创新的艺术想象力激发了更多的技术可能性，技术也为艺术提供了不同的表达方式。他们可以在不断地整合和创新中充分发挥其创造力。技术与艺术的结合颠覆了传统的空间观念，将物质和非物质转化为艺术空间。艺术与科学的融合是艺术与科学发展的必然要求，在新世纪，这种融合可以在前所未有的新水平、新领域进行，并将产生新形式、新价值。因此，基于ZigBee技术的德化陶瓷智能化展厅是科学、技术和艺术的结合，也是一种顺应时代潮流的创新。
4结语
本文主要围绕德化陶瓷展厅从传统展厅向智能展厅的转型，通过引入无线互联网ZigBee技术解决其建设问题，实现陶瓷展厅的智能化。基于ZigBee技术的德化陶瓷智能展厅将传统陶瓷文化展示与现代智能技术深度融合，提升展示效果。通过引入当前较为成熟的无线传感器网络节点，实现对各种信息的采集、传输和控制功能，使陶瓷展厅具备智能控制灯光、电器、红外家电、窗帘、门窗、安防报警(温度、湿度、亮度、烟雾等)，提高德化陶瓷展厅的整体形象，使展厅呈现出新的艺术效果，从而实现经济效应的提升。此外，ZigBee无线技术的应用开辟了陶瓷展厅新的发展空间。智能系统的应用让产品展示更为高效，无线技术也提高陶瓷展厅的使用年限，延长了展厅的使用寿命，从而能更大程度规避陶瓷展厅的风险，为德化陶瓷展厅开辟新的发展空间，也给人们带来智能科技的多维度体验。
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