ZIGBEE技术简介
ZigBee无线通讯技术介绍
一、ZigBee技术的起源
ZigBee是一种新兴的近距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线传感器网络的新技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接，面向无线传感和工业控制应用领域。它依据802.15.4标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,所以它们的通信效率非常高。
ZigBee一词源自蜜蜂群在发现花粉位置时，通过跳ZigZag形舞蹈来告知同伴，达到交换信息的目的。可以说是一种小的动物通过简捷的方式实现“无线”的沟通。人们借此称呼一种专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术，亦包含此寓意。
一般而言,随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。相对于现有的各种无线通信技术,ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术。
ZigBee联盟成立于2001年8月，2002年下半年，英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司等四大公司加盟ZigBee联盟，这一事件成为ZigBee技术的里程碑。到目前为止，加盟ZigBee 联盟的不仅仅只有当初的四大公司，而是涵盖了IT领域以及其它行业的150多家企业。
ZigBee是一组基于IEEE 802.15.4无线标准研制开发的、有关组网、安全和应用软件方面的技术，IEEE 802.15.4仅处理MAC层和物理层协议，ZigBee 联盟对其网络层协议和API进行了标准化。ZigBee是由ZigBee Alliance所主导的标准，定义了网络层（Network Layer）、安全层（Security Layer）、应用层（Application Layer）、以及各种应用产品的资料（Profile）；而由国际电子电机工程协会（IEEE）所制订的802.15.4标准，则是定义了物理层（PHY Layer）及媒体存取层（Media Access ControlLayer；MAC Layer）
二、技术特点：
★功耗低
ZigBee 技术采用了多种节电的工作模式，在休眠状态下耗电量仅仅只有1μW，通信距离短的情况下工作状态的耗电为30mW，在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月以上；
★通信可靠
ZigBee采用了CSMA－CA的碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息；
★网络的自组织、自愈能力强
ZigBee的自组织功能：无需人工干预，网络节点能够感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络；
ZigBee自愈功能：增加或者删除一个节点，节点位置发生变动，节点发生故障等等，网络都能够自我修复，并对网络拓扑结构进行相应地调整，无需人工干预，保证整个系统仍然能正常工作；
★成本低
设备的复杂程度低，且ZigBee协议是免专利费的，这些可以有效地降低设备成本；ZigBee 的工作频段为免执照频段的2.4GHz，是免使用费的无线通信信道；
★网络容量大
每个ZigBee网络最多可支持65000个节点，也就是说每个ZigBee节点可以与数万节点相连接。由于WSN的能力很大程度上取决于节点的多少，也就是说可容纳的传感器节点越多，WSN的功能越强大。所以ZigBee的网络容量大的特点非常符合WSN的需要；
★有效范围大
虽然设备之间直接通讯范围在40～350m之间，但是通过加入多级ZigBee 路由设备，网络覆盖范围可以拓展到数百米至上千米，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定。
★工作频段灵活
使用的频段分别为2.4GHz、868MHz（欧洲）及915MHz（美国），均为免执照频段，具有16个扩频通信信道。相应的，WSN采取2.4GHZ工作频段的特性将会更有利于WSN的发展。
★时延短：典型搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms；
★数据安全
ZigBee技术提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法支持CRC和AES-128，同时各个应用可以灵活确定其安全属性；
三、ZigBee技术应用在AMR系统的优势
★安装方便和维护费用低廉
不受现场环境的限制，在通信半径内的任何位置都可以安装通信设备，从而为通信设备的安装带来了足够的自由度，这是无线通信技术最显著的优点。而有线通信形式，例如目前在AMR中使用最广泛的485通信方式，不仅在通信设备安装之前，需要进行实地考察，选择适当的布线方案进行施工，而且在安装时也受到通信线路的限制，设备必须安装在通信线路预留的接口处，十分不方便。在某些特殊环境，还需要将线路架高或者深埋，一旦线路出现故障，维修周期长而且费用很高。因此，与ZigBee无线通信设备相比，尽管有线通信设备本身有一定的价格优势，但是在设备的安装和后期维护过程中所需要的费用同样相当可观。★通信能力强
为了解决485等有线通信方式所存在的布线问题，电力线载波（PLC）集抄技术也在一定范围内得到了应用。该技术利用电力线进行通信，不需要额外铺设通信线路，而且在某些电网质量好的地区，一次抄收成功率可达97%以上。但另一方面，所存在的诸多缺陷也严重的制约了该技术的普及和推广。首先，PLC技术受到电网质量影响比较严重，在电网质量较差的地区或时间段，几乎难以正常通信；其次，电力载波信号在通过变压器之后会发生衰减和反射，不仅造成了跨变压器设备之间的通信困难，而且两个临近的变压器低压端的载波信号，也会经过高压端反射到对方的低压端互相干扰，严重影响通信效果；与PLC技术相比，ZigBee具有强大的通信能力。其物理层采用CSMA-CA通信机制，具备高吞吐率和低延迟的优点，并使用直序扩频（DSSS）通信技术，不仅能够避免多路由和特殊数据碎片所造成的干扰，而且能够自动改变通信频率以避免与其他信号源发生干涉；在MAC层采用接收应答和数据缓冲/转发通信机制，保证了数据的可靠传输。利用如此优异的通信可靠性，完全可以在电表计量功能之外增加其他控制功
能，例如远程拉/合闸等；
除了可靠性之外，ZigBee强大的通信能力还体现在通信速度方面。高达250kbps的通信速度，不仅是485或PLC等通信方式（485方式波特率一般不超过9600，PLC方式波特率一般不超过1200）所望尘莫及的，并且在数据帧长度为75字节以下时，ZigBee通信效率甚至高于蓝牙（Bluetooth）。因此，ZigBee 技术可以在短时间内完成庞大网络中的数据集中，这一特点非常适合实现大规模网络化集抄，也是目前任何其他形式的集抄手段所不具备的能力；
★开放的网络化通信标准
ZigBee采用了统一的国际标准IEEE802.15.4作为物理层和MAC层，通信频率不需要申请使用执照，并且其网络管理协议、路由算法和应用层接口标准都是完全开放的，保证了任何国家、任何公司的ZigBee产品都具备互操作能力，这不仅为ZigBee产品的维护带来了极大的方便，而且也为进入国际市场铺平了道路。ZigBee采用64位地址空间，可管理庞大的网络，并支持包括Mesh-Networks 在内的多种网络TOP结构和复杂的路由算法，能够实现网络自动修补，因此具有非常可靠的通信能力和很强的网络扩展能力，可以覆盖广阔的地理范围，满足大规模网络化集抄的需要；
★强大的技术支持和广泛的市场影响力
ZigBee技术具备强大的技术支持，其倡导者包括Honeywell、MOTOROLA、PHILIPS和三星电子等世界著名企业，并有包括ABB、Atmel和Microchip等在内的八十多家成员厂商。这些公司不仅具有雄厚的科研能力，而且在各个领域都有长期的开发经验，所制订的协议、标准和算法有广泛的理论基础和充分的实验作为保障。此外，这些公司良好的信誉和完善的信息反馈平台，能够对ZigBee 实际应用中出现的问题或错误迅速做出响应，提供具体的解决方案或做出修改，确保协议的稳定性。
在ZigBee联盟中有不少公司，在各自的领域中有着举足轻重的市场影响力。随着ZigBee技术逐步成熟和被相关行业所接受，这些公司必然会在这些领域普遍推广ZigBee技术产品，甚至会左右这些行业的标准和发展趋势，使这些行业进入一个更新换代的过程，极大的拉动市场需求，为ZigBee开辟广阔的发展空间。
四、ZigBee技术和其他无线技术的比较
★Zigbee和蓝牙
诞生于1998年的BlueTooth（蓝牙）无线技术，由于复杂、高成本、低传输距离等原因而不能应用在WSN上。但是ZigBee技术完全能适应WSN的苛刻要求，因而ZigBee技术是当前最适合WSN的无线通信技术。
★Zigbee和GPRS/CDMA-1X
1）无网络使用费：使用移动网需要长期支付网络使用费，而且是按节点终端的数量计算的，而Zigbee没有这笔费用；
2）设备投入低：使用移动网需要购买移动终端设备，使用Zigbee 网络，Zigbee网络节点模块、网络子节点的价格非常低；
3）通信更可靠：由于现有移动网主要是为手机通信而设计的，尽管CDMA-1X 和GPRS可以进行数据通信，但实践发现，不仅通信数率比设计速率
低很多，而且数据通信的可靠信也存在一定的问题。而ZigBee网络
则是专门为控制数据的传输而设计的,因而控制数据的传输具有相
当的保证。
4）高度的灵活性和低成本：首先，通过使用覆盖距离不同,功能不同的ZigBee网络节点，以及其它非ZigBee系统的低成本的无线收发模
块，建立起一个ZigBee局部自动化控制网，（这个网络可以是星型，
树状，网状及其共同组成的复合网结构）再通过互联网或移动网与
远端的计算机相连，从而实现低成本，高效率的工业自动化遥测遥
控；
★ ZigBee与数传电台
1）可靠性高：由于Zigbee模块的集成度远比一般数传电台高，分离元器件少，因而可靠性更高；
2）使用方便安全：因为集成度高，比起一般数传电台来，ZigBee收发模块体积可以做得很小，而且功耗低，最大发射电流比一个CDMA
手机还要小许多，因而很容易集成或直接安放在到设备之中，
不仅使用方便，而且在户外使用时，不容易受到破坏；
3）抗干扰力强，保密性好，误码率低：ZigBee收发模块使用的是2.4G 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；
4）免费频段：Zigbee使用的是免费频段，而许多数传电台所使用的频段不仅需要申请，而且每年都需要向国家无委会交纳相当的频率使
用费。
五、Zigbee 的底层——MAC层简介
Zigbee技术的底层——物理层（也称为MAC层和PHY层）是基于IEEE802.15.4标准，IEEE802.15.4定义了两个物理层标准,分别是2.4GHz物理层和868/915MHz物理层。它们都基于DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum,直接序列扩频),使用相同的物理层数据包格式,区别在于工作频率、调制技术、扩频码片长度和传输速率。2.4GHz波段为全球统一的无需申请的ISM频段,有助于ZigBee设备的推广和生产成本的降低。2.4GHz的物理层通过采用高阶调制技术能够提供250kbps的传输速率,有助于获得更高的吞吐量、更小的通信时延和更短的工作周期,从而更加省电。868MHz是欧洲的ISM频段,915MHz是美国的ISM 频段,这两个频段的引入避免了 2.4GHz附近各种无线通信设备的相互干扰。
868MHz的传输速率为20kb/s,916MHz是40kb/s。这两个频段上无线信号传播损耗较小,因此可以降低对接收机灵敏度的要求,获得较远的有效通信距离,从而可以用较少的设备覆盖给定的区域。
在标准林立的短距离无线通信领域，可以说，ZigBee发展是令人始料不及的。从2004年底标准确立，到2005年底，相关芯片及终端设备总共卖出了1500亿美元。观察家们预计，到2008年，ZigBee的节点数量将从目前不到1百万个骤增至1亿个。
六、ZigBee设备和网络拓扑结构
ZigBee规范定义了三种类型的设备，每种都有自己的功能要求：
★ ZigBee网络协调器(集中器)：
包含所有的网络消息，是三种设备类型中最复杂的一种，存储容量最大、计算能力最强。发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节点间的路由消息、不断地接收信息。网络协调器是启动和配置网络的一种设备。协调器可以保持间接寻址用的绑定表格，支持关联，同时还能设计信任中心和执行其它活动。
★ ZigBee全功能设备(FFD)：
可以担任网络协调者，形成网络，让其它的FFD或是精简功能装置（RFD）连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输。附带由标准指定的全部802.15.4 功能和所有特征，具有更多的存储器、计算能力可使其在空闲时起网络路由器作用，也能用作终端设备；
★ ZigBee精简功能设备(RFD)：
RFD只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。附带有限的功能来控制成本和复杂性；在网络中通常用作终端设备；ZigBee相对简单的实现节省了费用。RFD 由于省掉了内存和其他电路，降低了ZigBee部件的成本，而简单的8位处理器和小协议栈也有助于降低成本。
然而需要特别注意的是，ZigBee网络的特定架构会影响设备所需的资源。ZigBee支持的网络拓扑有星型、树型和网格型。在这几种网络拓扑中，星型网络对资源的要求最低。
ZigBee 的网络拓扑图如下：
在这三种拓扑结构中，星型网络是最容易实现的，只要简单的实现IEEE802.15.4协议就可以了，因此，好多厂家宣称他们的产品实现ZigBee，其实只是能够实现简单的星型网络而已，在星型网络中，是不能够实现ZigBee的高级特色功能，即路由功能的，每个ZigBee设备只能和网络协调器直接通讯。Mesh网络是最复杂的，允许路由，而且路由的路径是自动计算出来的最佳路径，而且网络建立后，任何一个设备失效，网络中的设备会重新计算路由的路径，使得不影响网络其他设备正常通讯。一个复杂的网络拓扑图如下：
这是一个ZigBee无线开关设备控制ZigBee无线台灯和其他设备的Mesh结构网络拓扑图，从图中我们可以看出，开关设备有多条路径可以到达被控设备，如果一个设备失效，网络会立即启用另一个路径，而且可以跨越障碍。在我们产品的实际测试中发现，即便不使用额外的射频放大器，射频信号穿越家庭1-2堵墙也是不成问题的。
七、ZigBee网络抗干扰原理
尽管IEEE 802.15.4支持多种ISM频带，但只有2.4GHz的频带能在全球通行，且无需申请许可证。这是一个优势，然而另一面，这种优势背后事实上还存在2.4GHz ISM频带本身的问题，由于各种标准化专利RF系统均在相对较窄的2.4GHz频带中工作，因此不同系统间的共存是一个大问题。
IEEE 802.15.4及ZigBee标准将通过几种方法来解决这个问题：
最底层PHY的空中接口采用直接序列扩频技术(DSSS)与正交相移键控(QPSK)调制技术。QPSK与DSSS是两种广为人知的、具有鲁棒特性的调制技术，它们的抗干扰性强，数据包丢失率非常低。这些技术的应用范围非常广泛，包括Wi-Fi/IEEE 802.11b、GPS和数字电视广播等卫星系统。
在MAC层采用载波侦听多址访问/冲突避免(CSMA/CA)技术，以确保需要传输的节点首先通过IEEE 802.15.4硬件提供的接收信号强度指示器(RSSI)信号，检查通道是否被另一传输节点占用。如果该通道处于空闲状态，节点就会启动传输。否则，节点会在较短的随机时间间隔内暂停使用通道，然后再次尝试启动传输。一定范围内的所有节点均通过这种方法来避免干扰正在进行传输的节点，这样就可以减少干扰问题。除了RSSI之外，还可以采用链路质量指示器(LQI)。LQI可用来逐个数据包地检测通道损坏情况，并在数据包成功传输时提供更高协议层的通道情况信息。也就是说，LQI可以指示数据包接收离发生故障有多远。
IEEE 802.15.4 MAC上面就是ZigBee网络层，它也采用几种抗干扰策略。当能够充当PAN协调器的ZigBee节点启动时，它扫描所有通道，以确保自身在通道上能被检测到的活动最少。此外，ZigBee还采用数据包确认、再传输及自适应路由等技术。自适应路由可在路由节点发生临时或永久故障的情况下，为数据包提供通过网络的其它可选路径。ZigBee节点采用被称为“按需距离矢量路由协议”(AODV)的路由发现算法来建立通过该网络的其它可选路径。在节点发生
故障或部分网络传输条件暂时恶劣的情况下，AODV的恢复能力极强。如果存在几条到目的节点的可选路径，那么ZigBee路由器会采用包括LQI记录在内的多种指示器来选择适当的路由路径，以尽可能避免数据包丢失。
图2：初始节点之间的关系及路由发现过程。
ZigBee的路由功能还实现了另一重要功能。IEEE 802.15.4收发器(如业经验证的CC2420)的典型室内工作距离在10至75米之间，具体根据环境而定。设备所能实现的工作距离很大程度上取决于其自身的输出功率、周围环境中的墙壁等障碍物(很大程度上与建筑材料相关)，以及其它设备的干扰。在不同节点的不同功率限制条件下，发送器的输出功率会有所不同，而且移动节点与干扰设备也各不相同，因此就整个网络而言，上述所有因素的具体情况会存在很大差异。自适应路由技术能够根据节点离开网络、在网络其它部分上重新关联以及新节点首次关联等情况调整网络，从而在物理相邻节点间建立更优化的路径，以改善传输条件，进而减少数据包再传输，并降低功耗。与只允许通过统一的中央集线器路由数据包的简单主/从星形网络拓扑相比，多样化的网络拓扑则有助于大幅扩大网络覆盖范围及工作距离。
图2给出了路由发现技术的示意图。首先，由关联节点形成树形拓扑，其
中，根为地址为0000的PAN协调器。节点关联到网络上时形成最初的树形。就树形结构而言，节点可以确定某个具体的目的地址是下级地址还是树形结构中的其它地址。因此，节点能通过在树形结构中上下传输数据包实现地址解析，这就是ZigBee的树形路由技术。在图2中，尽管节点0007和008e在物理位置上彼此靠近，但如果节点 0007 要向节点 008e 传输数据包，唯一的已知路径必须通过PAN协调器，且1次路由要跳4次。通过传输路由发现广播消息，节点0007可从位于路由发现广播范围内的节点008e处获得路由应答消息，从而建立起直接路由。此外，我们还可采用AODV去发现从节点0007到节点008e的直接路径，从而减少网络流量，进而降低整体网络功耗。另外，路由发现技术还可以使ZigBee具有容错能力。举例来说，如果节点008d发生永久性故障，若树形路由为唯一的地址解析方法，那么节点008e、008f及0091将永久性地与网络断开。
八、ZigBee技术应用于电力AMR方案
ZigBee技术应用于电力AMR系统共有四种设备：
1：ZigBee表
2：ZigBee/PLC转换器
3：ZigBee/485转换器
4：ZigBee/Wireless转换器
ZigBee表主要用于需要实时监控或者要实现网络预付费的方案；ZigBee/PLC转换器用于弥补PLC方案中的难点及技术死角；ZigBee/485转换器用于实现对带485口表计的数据的集中抄收和控制；ZigBee/Wireless转换器主要用于实现对机械表的数据的集中抄收。总体方案如上图所示。
2020年Zigbee协议栈中文说明免费
1.概述 1.1解析ZigBee堆栈架构 ZigBee堆栈是在IEEE 802.15.4标准基础上建立的，定义了协议的MAC和PHY层。ZigBee设备应该包括IEEE802.15.4(该标准定义了RF射频以及与相邻设备之间的通信)的PHY和MAC层，以及ZigBee堆栈层：网络层(NWK)、应用层和安全服务提供层。图1-1给出了这些组件的概况。 1.1.1ZigBee堆栈层 每个ZigBee设备都与一个特定模板有关，可能是公共模板或私有模板。这些模板定义了设备的应用环境、设备类型以及用于设备间通信的簇。公共模板可以确保不同供应商的设备在相同应用领域中的互操作性。 设备是由模板定义的，并以应用对象(Application Objects)的形式实现(见图1-1)。每个应用对象通过一个端点连接到ZigBee堆栈的余下部分，它们都是器件中可寻址的组件。 图1-1 zigbe堆栈框架 从应用角度看，通信的本质就是端点到端点的连接(例如，一个带开关组件的设备与带一个或多个灯组件的远端设备进行通信，目的是将这些灯点亮)。 端点之间的通信是通过称之为簇的数据结构实现的。这些簇是应用对象之间共享信息所需的全部属性的容器，在特殊应用中使用的簇在模板中有定义。图1-1-2就是设备及其接口的一个例子：
图1-1-2 每个接口都能接收(用于输入)或发送(用于输出)簇格式的数据。一共有二个特殊的端点，即端点0和端点255。端点0用于整个ZigBee设备的配置和管理。应用程序可以通过端点0与ZigBee 堆栈的其它层通信，从而实现对这些层的初始化和配置。附属在端点0的对象被称为ZigBee设备对象 (ZD0)。端点255用于向所有端点的广播。端点241到254是保留端点。 所有端点都使用应用支持子层(APS)提供的服务。APS通过网络层和安全服务提供层与端点相接，并为数据传送、安全和绑定提供服务，因此能够适配不同但兼容的设备，比如带灯的开关。APS使用网络层(NWK)提供的服务。NWK负责设备到设备的通信，并负责网络中设备初始化所包含的活动、消息路由和网络发现。应用层可以通过ZigBee设备对象(ZD0)对网络层参数进行配置和访问。 1.1.2 80 2.15.4 MAC层 IEEE 802.15.4标准为低速率无线个人域网(LR-WPAN)定义了OSI模型开始的两层。PHY层定义了无线射频应该具备的特征，它支持二种不同的射频信号，分别位于2450MHz波段和868/915MHz 波段。2450MHz波段射频可以提供250kbps的数据速率和16个不同的信道。868 /915MHz波段中，868MHz支持1个数据速率为20kbps的信道，915MHz支持10个数据速率为40kbps的信道。MAC层负责相邻设备间的单跳数据通信。它负责建立与网络的同步，支持关联和去关联以及MAC 层安全：它能提供二个设备之间的可靠链接。 1.1.3 关于服务接入点 ZigBee堆栈的不同层与802.15.4 MAC通过服务接入点(SAP)进行通信。SAP是某一特定层提供的服务与上层之间的接口。 ZigBee堆栈的大多数层有两个接口：数据实体接口和管理实体接口。数据实体接口的目标是向上层提供所需的常规数据服务。管理实体接口的目标是向上层提供访问内部层参数、配置和管理数据的机制。 1.1.4 ZigBee的安全性 安全机制由安全服务提供层提供。然而值得注意的是，系统的整体安全性是在模板级定义的，这意味着模板应该定义某一特定网络中应该实现何种类型的安全。 每一层(MAC、网络或应用层)都能被保护，为了降低存储要求，它们可以分享安全钥匙。SSP是通过ZD0进行初始化和配置的，要求实现高级加密标准(AES)。ZigBee规范定义了信任中心的用
ZigBee的短距离无线网络技术概述
ZigBee的短距离无线通信技术概述 摘要：近年来，各种无线通信技术迅猛发展，极大提高了人们的工作效率和 生活质量。然而，在日常生活中，我们仍然被各种电缆所束缚，能否在近距 离范围内实现各种设备之间的无线通信?纵观目前发展较成熟的几大无线通 信技术，往往比较复杂，不但耗费较多资源，成本也比较高，并不适用于短 距离无线通信的场合。蓝牙技术的出现使得短距离无线通信成为可能，但是 其协议较复杂、功耗高、成本高等特点不太适用于要求低成本、低功耗的工 业控制和家庭网络。本文介绍了一种复杂度、成本和功耗都很低的低速率短 距离无线接入技术——ZigBee。该技术主要针对低速率传感器网络而提出， 它能够满足小型化、低成本设备（如温度调节装置、照明控制器、环境检测 传感器等）的无线联网要求，能广泛地应用于工业、农业和日常生活中。 关键字：无线通信技术，zigbee 一、引言 “ZigBee”是什么?从字面上猜像是一种蜜蜂。因为“ZigBee”这个词由“Zig”和“Bee”两部分组成，“Zig”取自英文单词“zigzag”，意思是走“之”字形，“bee”英文是蜜蜂的意思，所以“ZigBee”就是跳着“之”字形舞的蜜蜂。不过，ZigBee并非是一种蜜蜂，事实上，它与蓝牙类似是一种新兴的短距离无线通信技术，国内也有人翻译成“紫蜂”。下面就让我们一起进入这只蜜蜂的世界，与蜂共舞吧! 这只蜜蜂的来头还是要从它的历史开始说起，早在上世纪末，就已经有人在考虑发展一种新的通信技术，用于传感控制应用(sensor and control)，这个想法后来在IEEE 802.15工作组当中提出来，于是就成立了TG4工作组，并且制定了规范IEEE 802.15.4。但是IEEE 802的规范只专注于底层，要达到产品的互操作和兼容，还需要定义高层的规范，于是2002年ZigBee Alliance成立，正式有了“ZigBee”这个名词。两年之后，ZigBee的第一个规范ZigBee V1.0诞生，但这个规范推出的比较仓促，存在一些错误，并不实用。此后ZigBee Alliance 又经过两年的努力，推出了新的规范ZigBee 2006，这是一个比较完善的规范。据联盟最新的消息，今年年底将会发布更新版本的规范ZigBee 2007，这个版本增加了一些新的特性。
433 315 Zigbee介绍
433/315/Zigbee介绍 315MHZ和433MHZ是我们国家的免申请的发射接收频率，433兆是数据传输领域的老产品，用来做数据传输存在巨大隐患：433兆系统，它的致命弱点是系统安全保密性差，很容易被攻击，被破译；通信技术落后，通信不可靠，系统不稳定；频道非常拥挤，环境干扰特别大，对讲机，车载通信设备，业余通信设备等，都集中在这里，因而环境干扰非常大；短期使用可能看不出，长期使用必然显现；另外功耗大，发射机和天线体积庞大，有厂商将其引入智能家居系统，但由于其抗干扰能力弱，组网不便，可靠性一般，在智能家居中的应用效果差强人意。 ZigBee是一种短距离、架构简单、低消耗功率与低传输速率之无线通讯技术，其传输距离约为数十公尺，使用频段为免费的 2.4GHz与900MHz频段，传输速率为20K至250Kbps，网络架构具备Master/Slave 属性，并可达到双向通信功用。 ZigBee具有下列之特性 (1)省电：ZigBee传输速率低，使其传输资料量亦少，所以讯号的收发时间短，其次在非工作模式时，ZigBee处于睡眠模式，而在工作与睡眠模式之间的转
换时间，一般睡眠激活时间只有15ms，而设备搜索时间为30ms。透过上述方式，使得ZigBee十分省电，透过电池则可支持ZigBee长达6个月到2年左右的使用时间。 (2)可靠度高：ZigBee之MAC层采用talk-when-ready 之碰撞避免机制，此机制为当有资料传送需求时则立即传送，每个发送的资料封包都由接收方确认收到，并进行确认讯息回复，若没有得到确认讯息的回复就表示发生了碰撞，将再传一次，以此方式大幅提高系统信息传输之可靠度。 (3)高度扩充性：一个ZigBee的网络最多包括有255个ZigBee网络节点，其中一个是Master设备，其余则是Slave设备。若是透过Network Coordinator则整体网络最多可达到6500个ZigBee网络节点，再加上各个Network Coordinator可互相连接，整体ZigBee网络节点数目将十分可观。
Zigbee无线单片机CC2530的介绍
第三章 ZigBee无线单片机 TI 公司的CC2530是真正的系统级SoC芯片,适用于2.4GHz IEEE 802.15.4,ZigBee和RF4CE应用。 CC2530包括了极好性能的一流的RF收发器，工业标准增强型8051 MCU，系统中可编程的闪存，8KB RAM，具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统，以及许多其它功能强大的特性，结合仪器的业界领先的黄金单元ZigBee 协议栈（Z-Stack?），提供了一个强大和完整的ZigBee 解决方案。 CC2530可广泛应用在2.4-GHz IEEE 802.15.4系统， RF4CE遥控控制系统，ZigBee系统，家庭/建筑物自动化，照明系统，工业控制和监视，低功耗无线传感器网络，消费类电子和卫生保健等领域。 3.1 CC2530芯片的特点 CC2530是一个真正的用于2.4-GHz IEEE 802.15.4与Zigbee应用的SOC解决方案。这种解决方案能够提高性能并满足以ZigBee为基础的2.4 GHz ISM波段应用对低成本、低功耗的要求。它结合了一个高性能2.4 GHz DSSS(直接序列扩频)射频收发器核心和一颗工业级小巧、高效的8051控制器。 CC2530芯片方框图如图3.1所示。含模块大致可以分为三类：CPU 和存相关的模块；外设、时钟和电源管理相关的模块，以及射频率相关的模块。CC2530在单个芯片上整合了8051兼容微控制器、ZigBee射频(RF)前端、存和FLASH存储器等，还包含串行接口(UART)、模/数转换器(ADC)、多个定时器(Timer)、AESl28安全协处理器、看门狗定时器(WatchDog Timer)、32 kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路(Power 0n Reset)、掉电检测电路(Brown Out Detection)以及21个可编程IO口等外设接口单元。 CC2530芯片采用O.18um CMOS工艺生产，工作时的电流损耗为20 mA；在接收和发射模式下，电流损耗分别低于30 mA或40 mA。CC2530的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。 CC2530的主要特点如下： ●高性能、低功耗、带程序预取功能的8051微控制器核。 ● 32KB/64KB/128KB或256KB的在系统可编程Flash。 ● 8KB在所有模式都带记忆功能的RAM。 ● 2.4GHz IEEE 802.15.4兼容RF收发器。 ●优秀的接收灵敏度和强大的抗干扰性能力。 ●精确的数字接收信号强度(RSSI)指示/链路质量指示(LQI)支持。 ●最高到4.5dBm的可编程输出功率。 ●集成AES安全协处理器，硬件支持的CSMA/CA功能。 ●具有8路输入和可配置分辨率的12位ADC。 ●强大的5通道DMA。 ● IR发生电路。
zigbee网络建立过程简介
星形网络和树型网络可以看成是网状网络的一个特殊子集，所以接下来分析如何组建一个Zigbee网状网络。组建一个完整的Zigbee网络分为两步：第一步是协调器初始化一个网络；第二步是路由器或终端加入网络。加入网络又有两种方法，一种是子设备通过使用MAC层的连接进程加入网络，另一种是子设备通过与一个先前指定的父设备直接加入网络。 一、协调器初始化网络 协调器建立一个新网络的流程如图1所示。 图1 协调器建立一个新网络 1、检测协调器 建立一个新的网络是通过原语发起的，但发起原语的节点必须具备两个条件，一是这个节点具有ZigBee协调器功能，二是这个节点没有加入到其它网络中。任何不满足这两个条件的节点发起建立一个新网络的进程都会被网络层管理实体终止，网络层管理实体将通过参数值为INVALID_REQUEST的的原语来通知上层这是一个非法请求。 2、信道扫描
协调器发起建立一个新网络的进程后，网络层管理实体将请求MAC子层对信道进行扫描。信道扫描包括能量扫描和主动扫描两个过程。首先对用户指定的信道或物理层所有默认的信道进行一个能量扫描，以排除干扰。网络层管理实体将根据信道能量测量值对信道进行一个递增排序，并且抛弃能量值超过了可允许能量值的信道，保留可允许能量值内的信道等待进一步处理。接着在可允许能量值内的信道执行主动扫描，网络层管理实体通过审查返回的PAN描述符列表，确定一个用于建立新网络的信道，该信道中现有的网络数目是最少的，网络层管理实体将优先选择没有网络的信道。如果没有扫描到一个合适的信道，进程将被终止，网络层管理实体通过参数仠为STARTUP_FAILURE的的原语来通知上层初始化启动网络失败。 3、配置网络参数 如果扫描到一个合适的信道，网络层管理实体将为新网络选择一个PAN描述符，该PAN描述符可以是由设备随机选择的，也可以是在里指定的，但必须满足PAN描述符小于或等于0x3fff，不等于0xffff，并且在所选信道内是唯一的PAN描述符，没有任何其它PAN描述符与之是重复的。如果没有符合条件的PAN描述符可选择，进程将被终止，网络层管理实体通过参数值为STARTUP_FAILURE的的原语来通知上层初始化启动网络失败。确定好PAN描述符后，网络层管理实体为协调器选择16位网络地址0x0000，MAC子层的macPANID参数将被设置为PAN描述符的值，macShortAddress PIB参数设置为协调器的网络地址。 4、运行新网络 网络参数配置好后，网络层管理实体通过原语通知MAC层启动并运行新网络，启动状态通过原语通知网络层，网络层管理实体再通过原语通知上层协调器初始化的状态。 5、允许设备加入网络 只有ZigBee协调器或路由器才能通过原语来设置节点处于允许设备加入网络的状态。当发起这个进程时，如果PermitDuration参数值为0x00，网络层管理实体将通过原语把MAC层的 macAssociationPermit PIB属性设置为FALSE，禁止节点处于允许设备加入网络的状态；如果 PermitDuration参数值介于0x01和0xfe之间，网络层管理实体将通过原语把macAssociationPermit PIB属性设置为TRUE，并开启一个定时器，定时时间为PermitDuration，在这段时间内节点处于允许设备加入网络的状态，定时时间结束，网络层管理实体把MAC层的macAssociationPermit PIB属性设置为FALSE；如果PermitDuration参数的值为0xff，网络层管理实体将通过原语把
Zigbee技术简介
Zigbee技术简介 Zigbee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术， 它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。它此前被称作“HomeRF Lite”或“FireFly”无线技术，主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很低的功耗，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，因此它们的通信效率非常高。最后，这些数据就可以进入计算机用于分析或者被另外一种无线技术如WiMax收集。 Zigbee的基础是IEEE802.15.4这是IEEE无线个人区域网(Personal Area Network，PAN)工作组的一项标准，被称作 IEEE802.15.4(Zigbee)技术标准。 Zigbee不仅只是802.15.4的名字。IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此Zigbee联盟对其网络层协议和API进行了标准化(如下图2所示)。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点 的4K字节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。每个协调器 可连接多达255个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。Zigbee联盟还开发了安全层，以保证这种便 携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其它节点获得。
Zigbee技术的主要特点包括以下几个部分: *数据传输速率低:一般在10kbps～250kbps，传输速率低，专注于低传输应用; *功耗低: 工作状态下平局功耗在几十毫瓦，休眠状态1μw。在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月到2年，免去了充电或者频繁更换电池的麻烦。这也是Zigbee的支持者所一直引以为豪的独特优势; *成本低:因为Zigbee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本。且Zigbee协议免收专利费。 *时延短:通常时延都在15毫秒至30毫秒之间; *安全:Zigbee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，同时可以灵活确定其安全属性; *网络容量大:每个Zigbee网络最多可支持255个设备（最大节点数达6万以上），也就是说，每个Zigbee设备可以与另外254台设备相连接; *优良的网络拓扑能力:ZigBee具有星、树和丛网络结构的能力。ZigBee设备实际上具有无线网路自愈能力,能简单地覆盖广阔围; *有效范围小:有效覆盖范围10～75米之间，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境; * 工作频段灵活:使用的频段分别为2.4GHz(全球)、868MHz(欧洲)及915MHz(美国)，均为免执照频段。
ZigBee技术介绍
精简功能设备(RFD)：RFD只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。附带有限的功能来控制成本和复杂性，在网络中通常用作终端设备。 ZigBee网络定义了三种节点类型： 协调器和路由器必须是全功能器件(FFD: Full function device)， 终端设备可以是全功能器件，也可以是简约器件（RFD: reduce function device）。 协调点是一个特殊的FFD，它具有较强的功能，是整个网络的主要控制者，它根据网络的最大深度(nwkMaxDepth)，每个路由器能最多连接子设备的数目(nwkMaxChildren)，每个路由器能最多连接子路由器的数目(nwkMaxRouters)等参数建立新的网络、収送网络信标、管理网络中的节点以及存储网络信息等。 RFD的应用相对简单，例如在传感器网络中，它们只负责将采集的数据信息収送给它的协调点，不具备数据转収、路由収现和路由维护等功能。RFD占用资源少，需要的存储容量也小，在不収射和接收数据时处于休眠状态，因此成本比较低，功耗低。 FFD除具有RFD功能外，还需要具有路由功能，可以实现路由収现、路由选择，并转収数据分组。 一个FFD可以和另一个FFD或RFD通信，而RFD只能和FFD通信，RFD之间是无法通信的。一旦网络启动，新的路由器和终端设备可以通过路由収现、设备収现等功能加入网络。当路由器或终端设备加入ZigBee 网络时，设备间的父子关
系（或说从属关系）即形成，新加入的设备为子，允许加入的设备为父。一个简单的ZigBee网络父子关系如图3-a中的A、B。 ZigBee中每个协调点最多可连接255个节点，一个ZigBee网络最多可容纳65535个节点。 3.2 网络拓扑 ZigBee网络的拓扑结构主要有三种，星型网、网状（mesh）网和混合网，见图3。星型网（图3-c）是由一个协调点和一个或多个终端节点组成的。协调点必须是FFD，它负责収起建立和管理整个网络，其它的节点（终端节点）一般为RFD，分布在协调点的覆盖范围内，直接与协调点迚行通信。星型网的控制和同步都比较简单，通常用于节点数量较少的场合。 网状网（Mesh网）（图3-a）一般是由若干个FFD连接在一起形成，它们之间是完全的对等通信，每个节点都可以与它的无线通信范围内的其它节点通信。Mesh 网中，一般将収起建立网络的FFD节点作为协调点。Mesh网是一种高可靠性网络，具有“自恢复”能力。它可为传输的数据包提供多条路径，一旦一条路径出现故障，则存在另一条或多条路径可供选择。 3.3 网络路由 ZigBee网络层的路由功能主要为网络连接提供路由収现、路由选择、路由维护功能，路由算法是它的核心。目前ZigBee网络层主要支持两种路由算法—树路由和网状网路由。树路由采用一种特殊的算法，具体可以参考ZigBee的协议栈规范。它把整个网络看作是以协调器为根的一棵树，整个网络由协调器建立，而协调器的子节点可以是路由器或者是末端节点，路由器的子节点也可以是路由器或者末端节点，末端节点相当于树的叶子没有子节点。树路由利用了一种特殊的地
【标准】基于Zigbee技术的智能家居系统设计方案
基于Zigbee技术的智能家居系统设计方 家居设备通过Zigbee 进行无线组网，把家居设备的信息和数字视频传输到因特网网络上， 进行实时的显示并进行后续的利用和控制；同时将收集各处传输进来的数字视频信息进行后续的处理和识别。如入侵检测，人脸检测和识别等。 智能家居又称为智能住宅，在国外常用Smart Home 表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electr ON ic Home、E-home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Net/Networks for Home）、网络家居（NetworkHome）、智能家庭/建筑（Intel ligent Home/Building）等。 智能家居系统利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全。智能家居可以提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流通畅，优化人们的生活方式，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。 1 项目概述 1.1 智能家居发展概况 智能家居是利用先进的计算机技术、嵌入式系统和网络通讯技术，将家庭中的各种设备（如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电）通过家庭网络连接到一起的，自从美国在1984 真正的智能建筑出现以来，国外已经有将近30 年的研究历史，而国内在这方面的研究相对较晚，从2003 年才逐步应用于高端市场，而且标准不统一，如海信、海尔、清华大学等大家各自为营。由于智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化和个性化的独特魅力，使得智能家居的开发与建设成为21 世纪科技发展的必然趋势。随着全球对能源和环境的要求越来越高，而智能家居在节能方面的效果优势非常明显，因此具有非常广阔的市场前景。 1.2 开发板主要参数 本项目所使用开发板为Real6410 开发板，采用三星公司的ARM11 内核的处理器 S3C6410.开发板上还集成了123 M的DDR 内存以及1 GB NandFlash, 同时预留了
ZigBee简介
【简介】： 现实生活中，系统传输的通常为小量的突发信号。虽然能满足传输，但其成本高、体积大和能源消耗大等问题不得不让我们考虑，在这种情况下，体积小、成本低、能量消耗小和传输速率低的短距离无线通信Zigbee技术诞生了。 简单的说，Zigbee是一种高可靠的【无线数据传输网络】，类似于CDMA 和GSM网络。Zigbee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m 到几百米、几公里，并且支持无限扩展。 Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个Zigbee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。 与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，Zigbee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个Zigbee“基站”却不到1000元人民币。每个Zigbee网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外，每一个Zigbee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。【发展史】： 1999年针对自动化应用需求的增加，低功耗、低成本以及多节点的无线网路技术概念ZigBee 因应而生。 2000年12月IEEE成立IEEE 802.15.4工作组，致力于开发一种可应用在固定、可携或移动设备上的低成本、低功耗以及多节点的低速率无线连接技术。 2001年8月美国Honeywell等公司发起成立ZigBee Alliance，他们提出的ZigBee技术被确认纳入为IEEE 802.15.4标准。 2002年10月TI、Motorola、Philips和日本三菱等重量级企业加盟ZigBee Alliance。2003年5月IEEE 802.15.4标准获得通过。 2004年12月推出ZigBee技术规范1.0版本。 2006年ZigBee Alliance催生ZigBee 2006(V1.1)规范。 2007年01月11日TI宣布其Z-Stack已通过认证，成为业界第一套符合ZigBee 2006 标准的相容平台。ZigBee开放活动(Open House)将移师北京。 【Zigbee技术】 Zigbee技术是一种短距离、低速率无线网络技术，它是随着工业自动化对于无线通信和数据传输的需求而开发的，可广泛应用于各种自动控制领域。Zigbee的基础是IEEE802. 15.4无线个人域网标准，是介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。 API：Application Programming Interface应用程序编程接口 OEM：OEM是Original Equipment Manufacture(原始设备制造商)的缩写，它是指一种"代工生产"方式，其含义是生产者不直接生产产品，而是利用自己掌握的"关键的核心技
ZigBee技术简介
ZigBee技术—让无线无所不在
ZigBee无线数据通信模块
工业级高品质无线通信
深圳市金图旭昂通讯科技有限公司 https://www.360docs.net/doc/d05020095.html,
内 容 概 要
ZigBee技术简介
ZigBee技术—让无线无所不在
旭昂电子ZigBee无线通信模块介绍
ZigBee技术专业开发商
ZigBee技术应用解决方案
ZigBee技术应用：无线传感器网络、数据采集、 工业控制、智能楼宇、医疗设备…
ZigBee技术简介—什么是ZigBee
ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低 复杂度的无线网络技术。 ZigBee 采取了IEEE 802.15.4强有力的无线物理层所规定的全部 优点：省电、简单、成本又低的规格； ZigBee增加了逻辑网络、网 络安全和应用层。
ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、 汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等。
ZigBee技术简介 —短程无线网络标准
WWAN
IEEE 802.22 IEEE 802.20
传 输 范 围
WLAN WMAN
WiMax IEEE 802.16 WiFi 802.11
WPAN 0.01
ZigBee 802.15.4 Bluetooth 802.15.1
802.15.3 802.15.3a 802.15.3c 100 1000
0.1
1 10 数据传输率 (Mbps)
Zigbee技术主流芯片比较2概况
Zigbee技术主流芯片调研 1、Zigbee芯片调研 当今市场已有大量集成Zigbee协议和射频电路的芯片。以下是市场上主流的生成Zigbee的公司及其生产的典型Zigbee芯片。 公司TI FREESCALE ATMEL Nordic 芯片CC2530 MC1321 AT86RF230 nRF24E1/nRF9E5 MCU内核8051 HCS08 无（通过SPI接口由外 接MCU连接） 8051 通过在淘宝上的调查，TI公司的CC2530和FREESCALE的MC1321用户量比较大，有大量的公司提供基于这两款芯片的Zigbee模块，使用这些模块可以减少大量的硬件调试工作，而较容易的实现我们所需的传输功能。以下就这两类主流芯片进行详细介绍。 1.1 CC2530调研 CC2530是市场最主流的Zigbee芯片，TI公司推出的ZIGBEE网络处理器，将复杂的ZIGBEE网络协议栈，处理成了简单的用户接口命令，用户只要使用任何简单的单片机（微控制器），就可以容易的实现对ZIGBEE网络的控制；TI推出这个芯片的目的，就是希望ZIGBEE容易被使用。CC2530是TI公司推出的最新一代ZigBee标准芯片，适用于2.4GHz、IEEE802.15.4、ZigBee和 RF4CE应用。 CC2530包括了极好性能的一流RF收发器，工业标准增强性8051MCU，系统中可编程的闪存，8KB RAM以及许多其它功能强大的特性，可广泛应用在2.4-GHzIEEE802.15.4系统，RF4CE遥控制系统，ZigBee系统，家庭/建筑物自动化，照明系统，工业控制和监视，低功耗无线传感器网络，消费类电子和卫生保健。主要参数如下：
ZigBee技术发展和特点
第2章ZigBee技术及协议分析 2.1 ZigBee技术的发展及其特点⑴ 长期以来，低成本、短距离、低传输率、低功率的无线通讯市场一直存在着。蓝牙（Bluetooth）技术的出现曾让玩具制造商、家庭自动化控制以及工业控制等业界从业者兴奋不已，尽管蓝牙技术有很多优点，但是高昂的价格和其存在的技术缺陷严重影响了这些厂商的使用意愿。对于工业控制、家庭自动化控制等领域 而言，蓝牙技术过于复杂、功耗过大、距离近、组网规模达不到应用要求等，而工业自动化等领域对无线通信的需求越来越大。因此，经过人们的努力，于2004年正式推出了ZigBee协议规。 ZigBee的发展基础是IEEE802.15.4标准，它是一种新型的短距、低速、低功耗的无线通信技术，其前身是INTEL、IBM等产业巨头发起的“ HomeRF Lite” 无线技术。负责起草IEEE802.15.4标准的工作组于2000年成立，2002年美国摩托罗拉（Motorola）公司、荷兰菲利普斯（Philips）公司、英国Invensys公司、日本三菱电器公司等发起成立了ZigBee联盟，。到目前为止，ZigBee联盟已有200 多家成员企业，而且还在迅速壮大中。这些企业包裹半导体生产商、IP服务提 供商以及消费类电子厂商等，而这些公司都参加了IEEE802.15.4工作组，为ZigBee物理和媒体控制层技术标准的建立做出了它们的贡献。 2004年ZigBee1.0（又称ZigBee2004）诞生，它是ZigBee的第一个规，这使 得ZigBee有了自己的发展基本标准。但是由于推出仓促存在很多不完善的地方，因此在2006年进行了标准的修订，推出了ZigBee1.1 （又称ZigBee2006），但是该协议与ZigBee1.0是不兼容的。ZigBee1.1相较于ZigBee1.0做了很多修改，但是ZigBee1.1仍无法达到最初的设想，于是在2007年再次修订（称为 ZigBee2007/PR0），能够兼容之前的ZigBee2006,并且加入了ZigBee PRO部分，此时ZigBee联盟更专注于以下三种应用类型的拓展：家庭自动化（HA ）、建筑/ 商业大楼自动化（BA，以及先进抄表基础建设（AMI ）。 随着ZigBee标准的完善以及各软件以及硬件厂商的不断努力，用于ZigBee 开发的软硬件正趋于完善，ZigBee技术的实用化不断推进，其使用领域不断拓展。使ZigBee技术在2004年就被列为当今世界发展最快、市场前景最广阔的十大高新技术之一。 ZigBee技术有以下几个方面的特点：
ZigBee技术介绍
ZigBee技术介绍 ZigBee”是什么从字面上猜像是一种蜜蜂。因为“ZigBee”这个词由“Zig”和“Bee”两部分组成，“Zig”取自英文单词“zigzag”，意思是走“之”字形，“bee”英文是蜜蜂的意思，所以“ZigBee”就是跳着“之”字形舞的蜜蜂。不过，ZigBee并非是一种蜜蜂，事实上，它与蓝牙类似是一种新兴的短距离无线通信技术，国内也有人翻译成“紫蜂” 紫蜂技术是一种新的短距离无线通信技术，其英文名为ZigBee，是由英国Invensys 公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦等公司在2002年10月共同提出设计研究开发具有成本低、体积小、能量消耗小和传输速率低的无线通信技术。在此项新技术推出的同时，上述几家公司宣布组成ZigBee技术联盟，目前，该技术联盟已发展到100多家公司和标准化组织，涵盖了芯片制造商、软件开发商、系统集成商等，而且，这个技术联盟还在不断地发展壮大。世界上各大公司和组织普遍看好ZigBee技术及其未来的应用潜力和价值，2003年11月，IEEE正式发布了该项技术物理层和MAC层所采用的标准协议，即IEEE 802．15．4协议标准，该协议标准作为ZigBee技术的物理层和媒体接入层的标准协议，2004年12月，ZigBee联盟正式发布了该项技术标准，标准的正式发布，进一步推进和加速了ZigBee技术的实际应用，许多公司和生产商陆续推出了自己的芯片产品和开发系统，如飞思卡尔的MCl3192，Chipcon公司的CC2420、CC2430，Atmel公司的AT86RF210等，该技术发展速度之快，远远超出了人们当初的想象。 随着半导体技术、微系统技术、通信技术和计算机技术的飞速发展，无线传感器网络的研究和应用正在世界各地蓬蓬勃勃地展开，具有体积小、功耗低的ZigBee技术无疑成为目前无线传感器网络中，作为无线通信应用的首选技术之一，因此，无论是自动控制领域、计算机领域、无线通信领域对ZigBee技术的发展、研究和应用都寄予了极大的关注和重视。 由于ZigBee的数据速率比较低，在的频段上有250kb/s，我们主要聚焦于一些低速率的应用，比如人们早就给它找好的一个应用领域，那就是传感和控制。从可靠性上讲，ZigBee 有很多方面的保证，首先是物理层采用了扩频技术，能够在一定程度上抵抗干扰，而MAC
ZigBee技术发展和特点
第2章 ZigBee技术及协议分析 2.1 ZigBee技术的发展及其特点]1[ 长期以来，低成本、短距离、低传输率、低功率的无线通讯市场一直存在着。蓝牙（Bluetooth）技术的出现曾让玩具制造商、家庭自动化控制以及工业控制等业界从业者兴奋不已，尽管蓝牙技术有很多优点，但是高昂的价格和其存在的技术缺陷严重影响了这些厂商的使用意愿。对于工业控制、家庭自动化控制等领域而言，蓝牙技术过于复杂、功耗过大、距离近、组网规模达不到应用要求等，而工业自动化等领域对无线通信的需求越来越大。因此，经过人们的努力，于2004年正式推出了ZigBee协议规。 ZigBee的发展基础是IEEE802.15.4标准，它是一种新型的短距、低速、低功耗的无线通信技术，其前身是INTEL、IBM等产业巨头发起的“HomeRF Lite”无线技术。负责起草IEEE802.15.4标准的工作组于2000年成立，2002年美国摩托罗拉（Motorola）公司、荷兰菲利普斯（Philips）公司、英国Invensys公司、日本三菱电器公司等发起成立了ZigBee联盟，。到目前为止，ZigBee联盟已有200多家成员企业，而且还在迅速壮大中。这些企业包裹半导体生产商、IP服务提供商以及消费类电子厂商等，而这些公司都参加了IEEE802.15.4工作组，为ZigBee物理和媒体控制层技术标准的建立做出了它们的贡献。 2004年ZigBee1.0（又称ZigBee2004）诞生，它是ZigBee的第一个规，这使得ZigBee有了自己的发展基本标准。但是由于推出仓促存在很多不完善的地方，因此在2006年进行了标准的修订，推出了ZigBee1.1（又称ZigBee2006），但是该协议与ZigBee1.0是不兼容的。ZigBee1.1相较于ZigBee1.0做了很多修改，但是ZigBee1.1仍无法达到最初的设想，于是在2007年再次修订（称为ZigBee2007/PRO），能够兼容之前的ZigBee2006，并且加入了ZigBee PRO部分，此时ZigBee联盟更专注于以下三种应用类型的拓展：家庭自动化（HA）、建筑/商业大楼自动化（BA）以及先进抄表基础建设（AMI）。 随着ZigBee标准的完善以及各软件以及硬件厂商的不断努力，用于ZigBee 开发的软硬件正趋于完善，ZigBee技术的实用化不断推进，其使用领域不断拓展。使ZigBee技术在2004年就被列为当今世界发展最快、市场前景最广阔的十大高新技术之一。
ZigBee技术概述
ZigBee 技术概述 1ZigBee 技术简介 (1) 2 ZigBee 结构 (2) 2.1物理层 (2) 2.2MAC 层 (4) 2.3网络层 (6) 2.4应用层 (7) 1ZigBee 技术简介 ZigBee 技术是一种近距离、低功耗、低成本、低传输速率的具有统一技术标准的短距离无线通信技术，符合IEEE 802.5.4标准，主要适用于工业、家庭自动控制以及远程控制领域，目的是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制。 ZigBee技术并不是完全独有、全新的标准。它的物理层、MAC层采用了IEEE 802.15.4(无线个人区域网)协议标准，并在此基础上进行了完善和扩展。其网络 层、应用会聚层和高层应用规范由ZigBee联盟进行了制定。 根据IEEE 802.15.4协议标准，ZigBee的工作频段分为3个频段，这3个工作频段相距较大，而且在各频段上的信道数目不同，因而，在该项技术标准中，各频段上的调制方式和传输速率不同。它们分别为868MHz、915MHz和2.4GHz, 其中2.4GHz 频段上，分为16个信道，该频段为全球通用的工业、科学、医学(ISM) 频段，且该频段为免付款、免申请的无线电频段，在该频段上，数据传输速率为250kbPs,另外两个频段为868⑼5MHz，其相应的信道数分别为10个信道和1 个信道，传输速率分别为40kbPs和20kbPso 在网络性能上，ZigBee 设备可构造星型网络或者点对点网络，在每一个ZigBee 组成的无线网络内，连续地址码分为16bit短地址或者64bit长地址，可容纳的最大网络设备个数分别为216个和264个，具有较大的网络容量。 在无线通信技术上，采用免冲突多载波信道接入(CSMA/CA) 方式，有效地避免了无线电载波之间的冲突，此外，为保证数据传输的可靠性，建立了完整的应答通信协议。 ZigBee设备为低功耗设备，其发射功率为0-3.6dBm，通信距离为30-70m, 具有能量检测和链路质量指示能力，根据这些检测结果，设备可自动调整发射功率，在保证通信链路质量的条件下，最小地消耗设备能量。 为保证ZigBee设备之间通信数据的安全保密性，ZigBee技术采用了密钥长度为128位的加密算法，对所传输的数据信息进行加密处理。ZigBee技术主要 由以下优点： 1)低功耗：在低功耗待机模式下，两节普通的五号电池支持长达6 个月到
ZigBee技术概述
ZigBee技术概述 1ZigBee技术简介 (1) 2 ZigBee结构 (2) 2.1物理层 (2) 2.2 MAC层 (4) 2.3 网络层 (6) 2.4 应用层 (7) 1ZigBee技术简介 ZigBee技术是一种近距离、低功耗、低成本、低传输速率的具有统一技术标准的短距离无线通信技术，符合IEEE 802.5.4标准，主要适用于工业、家庭自动控制以及远程控制领域，目的是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制。 ZigBee技术并不是完全独有、全新的标准。它的物理层、MAC层采用了IEEE 802.15.4(无线个人区域网)协议标准，并在此基础上进行了完善和扩展。其网络层、应用会聚层和高层应用规范由ZigBee联盟进行了制定。 根据IEEE 802.15.4协议标准，ZigBee的工作频段分为3个频段，这3个工作频段相距较大，而且在各频段上的信道数目不同，因而，在该项技术标准中，各频段上的调制方式和传输速率不同。它们分别为868MHz、915MHz和2.4GHz，其中2.4GHz频段上，分为16个信道，该频段为全球通用的工业、科学、医学(ISM)频段，且该频段为免付款、免申请的无线电频段，在该频段上，数据传输速率为250kbPs，另外两个频段为868/915MHz，其相应的信道数分别为10个信道和1个信道，传输速率分别为40kbPs和20kbPs。 在网络性能上，ZigBee设备可构造星型网络或者点对点网络，在每一个ZigBee组成的无线网络内，连续地址码分为16bit短地址或者64bit长地址，可容纳的最大网络设备个数分别为216个和264个，具有较大的网络容量。 在无线通信技术上，采用免冲突多载波信道接入(CSMA/CA)方式，有效地避免了无线电载波之间的冲突，此外，为保证数据传输的可靠性，建立了完整的应答通信协议。 ZigBee设备为低功耗设备，其发射功率为0-3.6dBm，通信距离为30-70m，具有能量检测和链路质量指示能力，根据这些检测结果，设备可自动调整发射功率，在保证通信链路质量的条件下，最小地消耗设备能量。 为保证ZigBee设备之间通信数据的安全保密性，ZigBee技术采用了密钥长度为128位的加密算法，对所传输的数据信息进行加密处理。ZigBee技术主要由以下优点： 1)低功耗：在低功耗待机模式下，两节普通的五号电池支持长达6个月到
彻底读懂物联网关键技术之ZigBee
一文彻底读懂物联网关键技术之--ZigBee! 智能制造IM5天前 下文采用问答形式向你详细地介绍了方方面面，不夸口的说，你所需要知道的关于ZigBee的一切，在这里基本可以了解到！ 点评：这篇文章可以真正让人明白通讯协议的含义。 文/电子发烧友 在智能硬件和物联网领域，时下大名鼎鼎的ZigBee可谓是无人不知，无人不晓。作为除了WiFi、蓝牙之外，ZigBee是目前最重要的无线通信协议之一，主要应用于物联网和智能硬件等领域。关于ZigBee，下文采用问答形式向你详细地介绍了方方面面，不夸口的说，你所需要知道的关于ZigBee的一切，在这里基本可以了解到！ Chapter1 起源历史篇 1ZigBee起源什么技术？ 在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许多缺陷。对工业，家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言，蓝牙技术显得太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等，而工业自动化，对无线数据通信的需求越来越强烈，而且，对于工业现场，这种无线数据传输必需是高可靠的，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。因此，经过人们长期努力，ZigBee协议在2003年中正式问世了。另外，ZigBee使用了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议Home RF Lite。 2什么是ZigBee？ 首先ZigBee的Mac层、PHY层是IEEE802.15.4协议的。根据这个协议规定的技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。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和远近信息的，也就是所蜜蜂依靠着这样的方式构成了群体中的通信“网络”，因此ZigBee的发明者们形象地利用蜜蜂的这种行为来形象地描述这种无线信息传输技术。