浅谈ZigBee技术
zigbee技术简介

zigbee技术简介【正文】ZigBee是一种短距离无线通信技术,广泛应用于物联网、家庭自动化、工业自动化等领域。
它以低功耗、低复杂度和低数据传输速率为特点,是一种非常适合于传感器网络的通信协议。
ZigBee技术的出现源于对传统无线通信技术的不足之处的认识。
之前的无线通信技术大多对功耗要求较高,难以应用于需要长期运行的低功耗设备。
而ZigBee技术则专注于解决此类问题,使得各种传感器和移动设备能够通过无线网络进行低耗能的通信。
ZigBee技术采用了IEEE 802.15.4标准,利用2.4GHz频段进行通信。
这一频段已经被工业、科学和医疗(ISM)设备广泛使用,因此ZigBee能够与其他设备共享频谱,提高了通信的灵活性和可靠性。
ZigBee的网络结构非常简单灵活,可以根据应用的需求组成不同类型的网络。
它采用星型拓扑结构,其中一个设备充当协调器的角色,其他设备则作为终端节点进行通信。
这种结构使得网络的建立和维护非常方便,能够适应复杂环境中的通信需求。
另外,ZigBee还采用了分散式的时间频率分割多址(CSMA/CA)机制,用于协调网络中各个设备的通信。
这种机制能够有效减少冲突和碰撞,提高数据传输的可靠性和稳定性。
由于ZigBee技术的特点和优势,它在物联网领域得到了广泛的应用。
在家庭自动化中,ZigBee可用于实现智能家居控制系统,例如灯光控制、温度调节、安防监控等。
其低功耗和低复杂度的特点使得设备能够长时间运行,并且与其他无线设备无缝集成。
在工业自动化中,ZigBee技术也具备适应复杂环境的能力。
它可以用于监测温度、湿度、压力等参数,并将数据传输到上位机进行处理和分析。
同时,ZigBee技术的数据传输速率虽然不高,但足以满足大部分传感器网络的需求。
尽管ZigBee技术具有众多的优点,但也存在一些局限性。
由于其低数据传输速率,不适用于高带宽的应用场景。
此外,2.4GHz频段的使用会受到其他设备的干扰,造成通信质量下降。
ZigBee技术

ZigBee技术特点
(6) 安全: ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数
据包完整性检查功能,支持鉴权和认证, 采用 了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确 定其安全属性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应用实例
现已广泛应用于物联网产业链中的M2M行业, 如智能电网、智能交通、智能 家居、金融、移动POS终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消 防、公共安全、环境保护、气象、数字化医疗、遥感勘测、农业、林业、 水务、煤矿、石化等领域。
ZigBee技术特点
(2)成本低: ZigBee模块的初始成本在6美元左右,估计很快就能
降到1.5—2.5美元, 并且ZigBee协议是免专利费的。 低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。
ZigBee技术特点
(3) 时延短: 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短, 典型的
搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms, 活动设 备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于 对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。
分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输 速率, 它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续 增加。
ZigBee技术特点
(1)低功耗: 由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且
采用了休眠模式, 功耗低,因此ZigBee设备非常省电。 据估算, ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长 达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备望 尘莫及的。
ZigBee技术的定义
简单的说, ZigBee是一种高可靠的无线数传网络, 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应用

zigbee应用ZigBee技术是一种低功耗、近距离、低速率无线通信技术,具有低功耗、低成本、简单易用等特点,广泛应用于智能家居、物联网、能源管理、电力控制等领域。
本文将从ZigBee技术的基本原理、应用案例以及未来发展等方面进行介绍,旨在帮助读者更好地理解和了解ZigBee技术的应用。
一、ZigBee技术基本原理ZigBee技术是一种基于IEEE802.15.4标准的无线通信技术,使用全球2.4GHz频段,采用工作在低速率模式下的设备,适用于大范围的低功耗应用。
ZigBee技术主要包含三个基本组件:设备、协调器和网络。
设备是指采用ZigBee技术的终端设备,如传感器、开关等,用于感知环境信息,并将其通过ZigBee网络传输到协调器。
协调器是ZigBee网络的核心节点,负责组网、路由和管理网络中的设备。
它还可以与上层网络(如无线局域网)进行通信,实现设备与互联网的连接。
网络是由协调器和多个设备组成的拓扑结构,通过ZigBee协议进行通信。
ZigBee网络分为星型、网状和混合三种结构,可以根据不同应用需求选择不同的拓扑结构。
ZigBee技术通过低功耗的无线通信方式实现设备之间的数据传输。
它采用短距离通信,通信距离一般在10-100米之间,适用于室内环境。
同时,ZigBee技术在传输过程中对数据进行了优化,采用了低速率的传输模式,降低了能耗。
二、ZigBee技术应用案例1. 智能家居智能家居是ZigBee技术最常见的应用领域之一。
通过将传感器、开关、灯光等设备连接到ZigBee网络中,实现对家居环境的智能控制。
用户可以通过智能手机、平板电脑等终端设备,远程控制家居设备的开关、调光、温度等功能,提高家居的舒适度和便利性。
2. 物联网ZigBee技术也广泛应用于物联网领域。
通过将物联网设备连接到ZigBee网络中,实现对物联网设备的监测、控制和管理。
例如,智能城市中的环境监测设备可以通过ZigBee网络将环境数据传输到中心服务器,实现对环境状况的实时监测和分析。
物联网中的ZigBee技术(四)

物联网中的ZigBee技术随着物联网技术的发展,各种无线通信技术层出不穷,其中ZigBee作为一种低功耗、短距离、低数据速率的无线通信技术,在物联网中得到了广泛的应用。
本文将就ZigBee技术在物联网中的应用、特点以及未来发展进行探讨。
ZigBee技术在物联网中的应用ZigBee技术最初是由美国ZigBee联盟提出的,旨在打造一种低成本、低功耗、自组织的无线网络技术。
在物联网中,ZigBee技术广泛应用于智能家居、工业自动化、智能建筑等领域。
比如,智能家居中的智能灯、智能插座、智能门锁等设备,通常采用ZigBee技术进行通信,实现设备之间的互联互通。
而在工业自动化领域,ZigBee技术被用于传感器网络,实现对设备状态的实时监测和控制。
ZigBee技术的低功耗特性使其尤其适合于需要长时间运行、无需频繁数据传输的应用场景。
ZigBee技术的特点ZigBee技术具有多项特点,使其在物联网中得到广泛应用。
首先,ZigBee 技术的低功耗特性使其能够在电池供电的设备上实现长时间的运行,这对于物联网中大量的传感器设备至关重要。
其次,ZigBee技术采用的是自组织网络结构,节点之间能够自行建立网络连接,无需中心节点的管理,这种去中心化的特点使得网络具有更高的灵活性和可靠性。
此外,ZigBee技术采用的是短距离通信,能够在相对较小的范围内实现设备之间的通信,减少了不必要的干扰,提升了通信的稳定性和安全性。
未来发展趋势随着物联网技术的不断发展,ZigBee技术也在不断演进。
未来,ZigBee技术有望在更多的领域得到应用。
首先,随着5G技术的逐渐普及,ZigBee技术有望与5G技术结合,实现更高速率的数据传输,拓展了ZigBee技术的应用范围。
其次,随着人工智能技术的发展,智能家居、智能工业等应用场景对于ZigBee技术的需求也将不断增加,ZigBee技术有望在更多的智能设备中得到应用。
另外,ZigBee技术在安全性和隐私保护方面的研究也将成为未来的发展重点,以应对物联网中不断增加的安全威胁。
浅析Zigbee技术

2.1.2 ZigBee协议栈 —— MAC层
• MAC层也包括管理实体(MLME)和数据实体 (MLDE) • MAC层与物理层之间通过PLME-SAP和PD-SAP 进行通信 • MAC数据实体服务点(MLDE-SAP)和MAC层管 理实体服务接入点(MLME-SAP)向业务相关子 层提供MAC层数据和管理服务 • MAC层能支持多种LLC标准,通过业务相关会聚 子层(SSCS)协议承载802.2类型的LLC标准
浅析Zigbee技术
目录
• • • • 第一章 第二章 第三章 第四章 ZigBee技术发展 ZigBee技术的网络构架 ZigBee技术应用 几种ZigBee产品
第一章 ZigBee技术发展
• • • • 1.1 ZigBee简介 1.2 IEEE 802.15.4协议 1.3 ZigBee的特点 1.4 几种无线通信技术比较
组建网络,为新加入网络访分配地址 路由发现、路由维护 确保ZigBee的MAC层正常工作,并且为应用层提供合适的 服务接口
• 网络层提供了网络数据服务实体(NLDБайду номын сангаас)和管理 服务实体(NLME)两个必须的功能服务实体
2.1.4 ZigBee协议栈 —— 应用层(APL)
• ZigBee应用层由三个部分组成:应用子层(APS)、 设备对象(ZDO)和制造商定义的应用对象(App Obj) • 1. APS应用子层 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,可以适配不 同但兼容的节点 APS提供在NWK层和APL层之间的一个接口, 通过一组ZDO到App Obj的通用服务集。 这服务由两个实体实现:APS数据实体 (APSDE)和APS管理实体(APSME)
zigbee技术简介

zigbee技术简介第一篇:ZigBee技术简介ZigBee技术是一种基于IEEE 802.15.4标准的低功耗、短距离、无线网络技术,它可以支持广泛的应用场景,例如智能家居、智能城市、工业自动化、医疗保健等。
相比于传统的无线网络技术,如WiFi和蓝牙,ZigBee技术具有以下优势:1. 低功耗:ZigBee设备的电池寿命通常可以达到数月甚至数年,这使其非常适合那些无法方便更换电池的应用场景。
2. 短距离:ZigBee技术适用于局部网络,其通信距离通常在10-100米之间,这减少了通信延迟和能量损耗,同时也提高了通信安全性。
3. 开放标准:ZigBee技术是一个开放的标准,许多公司都可以使用相同的标准来开发和生产设备,这降低了开发成本和市场风险,同时也促进了设备互操作性。
ZigBee技术可以支持多种网络拓扑结构,包括星型、树型和网状结构,其中网状结构最为常见。
在网状结构中,所有设备都可以互相通信,这提高了网络的可扩展性和可靠性。
另外,ZigBee设备也可以进行自组网,这意味着设备可以自动加入网络,让用户部署和管理网络变得更加容易。
除了标准的ZigBee技术,还有一些衍生的协议和标准,例如ZigBee Pro、ZigBee IP、ZigBee Light Link等。
这些协议和标准可以满足不同的应用场景需求,例如ZigBee Pro主要用于工业自动化和安防系统,ZigBee IP用于IPv6网络,ZigBee Light Link用于智能家居照明控制。
总的来说,ZigBee技术是一种非常适合物联网应用的无线网络技术,它具有低功耗、短距离、开放标准等优势,可以帮助用户快速连接物联网设备,实现智能化控制和管理。
第二篇:ZigBee和蓝牙的区别ZigBee和蓝牙都是无线技术,它们之间有什么区别呢?以下是一些常见的区别:1. 适用场景不同蓝牙技术适用于需要高速传输和连接范围较小的场景,例如音频传输、手机、平板电脑和笔记本电脑等,它的通信距离通常在10米左右。
浅析ZigBee技术

持 两 种 路 由算 法 一 路 由和 网 状 网 路 由 。 路 由算 法 把 整个 网络 看 树 树 作 是 以协 调 器 为 根 的一 棵 树 , 因为 整 个 网络 是 由协 调 器所 建 立 的 .
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 没 有 子 节 点 , 当于 而 相
网络 的协 调 器 可 以互 相 连 接 ,整个 Zg e i e网络 节 点 的数 目将 十 分 B
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ZigBee技术与应用介绍

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。
ZigBee概述
❖ZigBee的起源
工业自动化和家庭智能化对无线数据通信的需求越 来越强烈,而蓝牙技术对于这一领域显然有一定的 局限。
ZigBee技术体系
❖ZigBee网络设备类型
设备类型
拓扑类型 可否成为协调器 通话对象
全功能设备 (FFD)
星形,树形,网状
可以
任何ZigBee设备
简化功能设 协调器通话
ZigBee技术体系
❖ZigBee网状网络
MESH网状网络拓扑结构的网络具有强大的功能,网 络可以通过多级跳的方式来通信;该拓扑结构还可以组 成极为复杂的网络;网络还具备自组织、自愈功能。
网络的自组织自语能力强
■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,并确定连结关系,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的调整,无需人工干预,保证整个系统 仍然能正常工作。
ZigBee技术体系
❖ZigBee网状网络
ZigBee技术体系
❖ZigBee网状网络
ZigBee技术体系
❖ZigBee网状网络
ZigBee技术体系
❖ZigBee网状网络
ZigBee技术体系
❖ZigBee网状网络
ZigBee技术体系
❖ZigBee通信可靠性保 通证信可靠机制
■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;明晰的信道检测 ■MAC层采用了完全确认的数据传输机制,每个发送的数 据包都必须等待接受方的确认信息。
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其 它节 点 , 这是 其优 势 所 在 、但 与 此 同时 也 带 来 了一 个 问题 , 也 就是 说 在 在 网状 拓 扑 中 ,协 调 器 以及 路 由 器 必 须 全 天 候 处 ( 2 ) 低 功耗 在短 距 离通信 的情 况下 . 功 耗是 3 0 mW , 而如 于 工作 状 态 , 这 也 就使 得 该 结 构的 使 用 成 本 较 高 果 处 于休 眠状 态 下 . 那 么功 耗仅 为 1 W
都 已 经加 入 了该 联 盟
2 . 2 z i g B e e技术 的特 点
Z i g B e e技 术 致 力 于 满 足 一 些 小 型 、 低 成 本 的 无 线 通 信 要 求. 因此 具 有 如 下 一 些 特 点 :
4 . 3 网状 网络拓 扑
网状 网络 拓 扑 结 构 . 它 是 一 种 自 由设 计 的 拓 扑 结 构 . 以接 力 的 方 式 来进 行 数 据 传 输 该 结 构 中 . 任 意一 个 路 由 器所 具有
2 9 6 论 述
2 ( ) I 7 年 8 月 下
浅谈 Z i g B e e技 术
杜 强 ( 西安思源学院, 陕西 西安 7 1 0 0 3 8 )
【 摘 要】 近些年来 , Z i g B e e 技术依靠其低成本、 低 功耗等优 势 占据 了一部分无线通信市场 , 在人们生活 中的各个领域得到 了越来越 多的应 用。
低 廉 但 是 . 其也 有明显缺点 , 那就 是 每 个节 点 都 置 于 中心 节 点通信 范围内, 使 得 中心 节 点 需要 承担 更 多的 管 理 工 作 , 限制 了 无线 网络 的 覆 盖 : 而 且 中央 节 点 信 息 集 中 . 容 易 出现 网络 丢
包、 性 能 降 低 等 问题
用、 工业用等 范围. 定 位 技 术 已经 开 始 融 入 了各 类 电子 商 品 。 利用 Z i g B e e技 术 搭 建 的 系 统 , 其 设 计便 捷 、 稳定 、 廉 价 而 且 功
4 . 2 树 状 网络拓 扑
树 状 拓 扑 结 构 包括 协 调 器 、 路 由 器和 终 端 设 备 , 特 点 是 一
为协 调 器节 点 , 并且 将 其 他模 块 配 置 为终 端 节 点 . 星状 拓 扑 结 构 简单 便 于管 理 工 作 . 很 少 需要 执 行 上 层 协 议 , 而且 设 备 成 本
2 Z ig B e e 技术的起源和特点
2 . 1 z i g B e e技术 的起源
Z i g Be e技 术 在 2 0 0 0年 由 E EE8 0 2 . 1 5 - 4共 组 团 队 设 计 的 基 于短 距 离 的低 速 率 的 新 兴 无 线 通 信 手段 ; 并于次年 2 0 01年 成 立 了Z i g B e e联 盟 . 通 过 无 线 网络 功 能 帮 助 消耗 者 获 得 更好 的使 用感 . Z i g B e e技 术 目前 已 经 广 泛 应 用 于 全 球 的 民 用 、 商
Z i g B e e网络 层 一 般 支持 三 种 结 构 . 即星状、 树 状 以及 网状
网络 拓 扑 。
率 下 的各 种 电子 设 备 之 间 的 无 线 通 信 技 术 。Z i g B e e名 字 来 源 于蜂 群 使 用 的赖 以 生 存 和 发 展 的 类 似 于 舞 蹈 的通 信 方 式 , 所
个 协 调 器 与 多 个 路 由 器 间 的 传 输 关 系 . 节 点 无 需 与 协 调 器 连 接. 完 成 可 以 利 用 路 由 完 成 远 距 离 的 传 输
耗也低 , 优 点狠 毒 , 因此 Z i g B e e联 盟 迅 速 发 展 , 积 极 扩 展 成
员. 目前 国 际性 上 很 多知 名 半 导 体 企 业 和 技 术 人 员 包括 客 户
【 文章编号 】 1 0 0 6 — 4 2 2 2 ( 2 0 1 7 ) 1 6 — 0 2 9 6 一 ( ) l
1 号 l吾
Z i g B e e技 术 是 一 种 应 用 于 短 距 离 范 围 内 . 低 传 输 数 据 速
4 Z i g B e e网络拓 扑结构的分析
以作 为新 一 代 无线 通 讯 技 术 的 名 称 目前 Z i g Be e技 术被 列为 当今 世 界 发 展 最快 、 市 场前 景 最 广 阔 的十 大最 新 技 术 之 一 。
4 . 1 星状 网络拓扑
星 状 网络 拓 扑 结 构 其 是 一 个 辐 射 状 系统 .通 过 中心 节 点 传输数据和命令 , 是 一种 比较 常 见 的 网络 结 构 , 主 要 运 用 于 远 程 检 测 和 控 制 若 在 用通 信 模 块 构 造 中 需要 将 一 个 模 块 配 置
笔者在本 文中首先介绍 了 Z i g B e e技 术 的起 源和 特 点 , 分析 Z i g B e e的 网 络 协 议 从 而 对 Z i g B e e网络 层 支 持 三 种 结 构 进 行 分 析 , 为 以后 对 Z i g B e e 技术的深入研究展开铺垫。
【 关键词 】 Z i g B e e ; 特点 , 协议 ; 网络拓扑 ; 前景 【 中图分类号 】 T N 9 2 【 文献标 识码 】 A
( 1 ) 低 数 据 传 输 速 率 由 于 多用 于 对 一 些 常规 物 理 数 据 的 采 集如 温 度 、 湿 度 等 所 以要 求 不 高 . 一般 只 有 1 o ~ 2 5 0 k b / s 。
功 能 完全 一 样 ,都 能 够 在 其 范 围之 内协 助任 意一 个 节 点 访 问
( 3) 低 成 本。 因为是 低数 据传 输速 率 , 因此要 求不 高成本 低 、
5 结束语
( 4 ) 大 网络 容 量 由 于无 线 网络 传 感 性 能在 一 定程 度 上 取 Z i g B e e技 术 的 出 发 点 是 实 现 一 个 低 成 本 的 无 线 网 络 简 易 决 于 节 点 的数 目. 因此 其 大 网络 容 易 满足 无线 传 感 要 求 设计, 在早 期开发阶段 , 为 商 用或 者 X - 业 用提 供 声 、 光 感 应 等 ( 5 ) 广覆 盖 范 围 1 0 ~ 7 5 m 都 在 其 覆 盖 范 围之 内。 技 术 支持 。 目前 . 一 些 场 所 要 求 定位 设 备 成 本 要 低 、 便 于 安装 ( 6) 高安 全 性 其 可 以提供 数 据 完整 性检 查和 鉴权 的 功 能 和 使用 . 那 么 可 以 选择 使 用 Z i g B e e技 术 的 定位 系统 . 其 优 点