zigbee网络原理与开发
zigbee技术的原理及应用
Zigbee技术的原理及应用1. 引言Zigbee是一种低功耗、近距离无线通信协议，被广泛应用于物联网领域。
本文将介绍Zigbee技术的原理，并探讨它在各个领域的应用。
2. Zigbee技术的原理•Zigbee协议：Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的通信协议。
它使用2.4GHz、900 MHz和868 MHz无线频段进行通信。
•网络拓扑：Zigbee网络采用星状、网状和树状等多种拓扑结构。
其中，星状拓扑最常见，由一个中心设备（协调器）和若干个终端设备组成。
•网络通信：Zigbee采用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）的通信方式，确保数据的可靠传输。
•低功耗：Zigbee设备的功耗非常低，可以通过休眠和睡眠模式来降低能耗，在电池供电的应用中具有较长的使用寿命。
3. Zigbee技术的应用3.1 智能家居•环境监测：通过Zigbee传感器可以实时监测室内温度、湿度、光照等环境指标，实现智能调控。
•安防系统：Zigbee技术可以用于家庭安防系统，包括智能门锁、烟雾报警器和入侵检测器等。
•能源管理：通过智能插座和用电监控装置，实现对家电的远程控制和能源使用的监测。
3.2 工业控制•无线传感网络：Zigbee技术可以应用于工业领域的无线传感网络，实现对设备状态的监测和控制。
•远程监控：利用Zigbee传感器，可以实现对工业设备的远程监控和故障诊断。
•自动化控制：Zigbee网络可用于自动化控制系统，实现对设备的自动控制和优化。
3.3 医疗健康•远程监护：Zigbee技术可以用于监测和传输患者的生理参数，如心率、血压和血氧饱和度等。
•医疗设备：利用Zigbee传感器和控制器，可以实现医疗设备的远程操控，提高医疗效率。
•健康管理：通过与智能手机和云平台的连接，可实现对个人健康状况的实时监测和管理。
3.4 农业领域•农业监测：Zigbee网络可用于农业领域的远程监测，包括温度、湿度和土壤湿度的实时监测。
zigbee的工作原理
zigbee的工作原理Zigbee是一种低功耗、短距离无线通信技术，主要用于物联网设备之间的通信。
它基于IEEE 802.15.4标准，并在其基础上添加了网络层和应用层协议。
Zigbee网络由一个协调器（Coordinator）和多个设备（Device）组成，协调器负责网络的管理和控制。
Zigbee的通信距离一般在几十米到几百米之间，传输速率较低，可达到250kbps。
它采用的是低功耗的射频技术，以确保设备的电池寿命较长。
此外，Zigbee使用的是mesh网状网络拓扑，设备之间可以通过多跳传输进行通信，提高了网络的覆盖范围和稳定性。
Zigbee的工作原理如下：1.设备加入网络：当设备加入Zigbee网络时，它会发送一个加入请求，协调器验证设备的身份后，将其分配给合适的网络节点。
设备可以是有源设备（Powered Device，PD）或无源设备（End Device，ED）。
有源设备可以直接与协调器通信，而无源设备需要通过其他设备进行中继。
2.建立网络拓扑：Zigbee网络采用mesh网状拓扑结构，其中每个设备都可以是路由器（Router），即可以进行中继的节点，或终端设备（End Device），即不能进行中继的节点。
设备之间可以通过多跳传输进行通信，数据可以沿着多个路径传递，提高了网络的可靠性和覆盖范围。
3.网络管理与路由选择：协调器负责网络的管理和控制，它会维护网络拓扑结构，并执行路由选择算法。
路由选择算法决定了数据传输的最佳路径，通过选择具有最佳信号强度和跳数的路由器进行数据传输，保证了数据的快速传递和可靠性。
4.数据传输和通信：设备之间可以通过两种方式进行通信，即直接通信和间接通信。
直接通信是指设备直接发送数据给目标设备，而间接通信是指设备通过中继节点进行数据传输。
设备可以根据需求选择合适的通信方式，以达到最佳的传输效果。
总的来说，Zigbee通过建立mesh网状网络拓扑，利用低功耗的射频技术实现设备之间的无线通信。
第五章 ZigBee技术原理
第一节 ZIGBEE网络结构 ------- 网络体系
按照OSI模型（开放式通信系统互联参考模 型），ZigBee网络分为4层，从下向上分别为物 理层、媒体访问控制层(MAC)、网络层(NWK) 和应用层。其中物理层和MAC层由 IEEE802.15.4标准定义，合称IEEE802.15.4通信 层；网络层和应用层由ZigBee联盟定义。
●网状型网络是在树型网络的基础上实现的。与 树状网络不同的是，它允许网络中所有具有路由 功能的节点互相通信，由路由器中的路由表完成 路由查寻过程。
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第一节 ZIGBEE网络结构 -------拓扑结构
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第一节 ZIGBEE网络结构 -------拓扑结构
1. 星型网络的形成过程 在星型网络中，协调器作为发起设备，协调器一旦被激活，它就建立
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第一节 ZIGBEE网络结构 -------协议架构
3. 应用层 应用层包括三部分：应用支持子层、ZigBee设备对象
和厂商定义的应用对象。 ●应用支持子层提供了网络层和应用层之间的接口，包括 数据服务接口和管理服务接口。其中管理服务接口提供设 备发现服务和绑定服务，并在绑定的设备之间传送消息。 ●ZigBee设备对象功能包括：定义设备在网络中的角色(比 如协调器、路由器或终端设备)，发起和响应绑定请求，在 网络设备之间建立安全机制。另外，还负责发现网络中的 设备，并且向他们提供应用服务。 ●厂商定义的应用对象功能包括：提供一些必要函数，为 网络层提供合适的服务接口。另外一个重要的功能是应用 者可以在这层定义自己的应用对象。
PLME-SET-TRX-STATE.request( status ) ●物理层在接收到收发器状态设置确认原语后，将射频设置为对应 的状态，并通过设置确认原语返回才做结果。语法如下： PLME-SET-TRX-STATE.confirm( status )
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。
zigbee 原理
zigbee 原理
Zigbee是一种无线通信协议，专门用于低功耗、短距离通信。
它基于IEEE 802.15.4标准，并且通过射频通信进行数据传输。
Zigbee的原理如下：
1. 网络拓扑：Zigbee网络由一个或多个设备组成，这些设备可以是传感器、控制器、终端设备等。
这些设备按照不同的拓扑结构组成网络，常见的拓扑结构包括星型、网状和树状结构。
2. 节点角色：在Zigbee网络中，不同的设备扮演不同的角色。
其中，协调器（Coordinator）是网络的核心，负责管理网络节
点和协调通信。
路由器（Router）用于转发数据，扩展网络范围。
终端设备（End Device）通常是最简单的设备，用于与其
他设备进行通信。
3. 数据通信：Zigbee使用无线射频通信方式，在2.4GHz频段
进行数据传输。
通信过程中，设备通过发送和接收数据帧进行交互。
数据帧中包含了一些必要的信息，如发送者、接收者、数据内容等。
4. 网络组建：Zigbee网络的组建过程通常包括扫描、加入和路由等步骤。
设备首先进行扫描，查找网络中可用的节点。
然后，设备可以加入到网络中，成为网络的一部分。
路由器设备可以通过建立多个路径，实现节点之间的数据传输。
5. 低功耗设计：Zigbee在设计上非常注重低功耗，以满足无线传感器网络的需求。
设备可以进入睡眠模式以节省能源，并且
可以通过唤醒信号来重新激活。
总的来说，Zigbee的原理是基于低功耗、短距离的无线通信，通过网络拓扑、节点角色、数据通信和低功耗设计等要素，实现设备之间的数据传输和协作。
Zigbee组网实验报告
Zigbee组网实验一．实验目的1.了解zigbee网络2.掌握zigbee节点程序下载方式3.掌握如何组建zigbee星状网络二．实验意义通过实验了解zibee网络的特点，体会其组网及通信过程三．实验环境PC机一台(内安装IAR环境)智能网关一个ZigBee节点ZigBee仿真器一套四．实验原理每一个星状网络中只有一个协调器，当协调器被激活后，它就会建立一个自己的网络。
其它位于协调器附近的zigbee节点，如果与该协调器处于同一信道，则会自动加入到该网络当中。
五．实验步骤一、认识实验设备以及下载设备连接连接线路如图所示：二、Zigbee网络组建1、协调器下载协调器在本套智能家居系统中担任信息收集与传输的工作，它和每个ZigBee模块进行无线通讯，并将信息传送给智能网关，同时也将网关的控制指令发送给各个模块。
我们首先将一个ZigBee模块下载成协调器，具体步骤如下：（1）打开“\实验程序\协调器\Projects\zstack\Samples\collector SimpleApp 1.25\ CC2430DB\SimpleApp.eww”。
如图1-6所示：（2）不同的实验小组选择自己所分配的信道。
点击左侧的文件导航栏，找到tools文件夹，打开其中的文件f8wConfig.cfg，找到自己小组的信道，将行的注释去掉，并且确认其他各个信道代码均为注释状态。
更改完信道之后，在菜单栏中选择Project\Rebuild All进行编译，编译完成后生成的HEX 文件保存在\实验程序\协调器\Projects\zstack\Samples\collectorSimpleApp1.25\CC2430DB\SimpleCollectorEB\Exe 中。
（3）更改完信道之后，在菜单栏中选择Project\Rebuild All进行编译，编译完成后生成的HEX文件保存在\实验程序\协调器\Projects\zstack\Samples\collectorSimpleApp1.25\CC2430DB\SimpleCollec torEB\Exe中；（4）打开smartRF下载软件，如图所示，按照图将下载设备的各个线连接好，之后按一下下载器（也就是白色盒子）上面的黑色按钮，则下载界面中将会识别到要与下载器相连接的zigbee模块芯片，如图所示，对相关条件进行勾选；2.其它zigbee终端节点的下载Zigbee终端节点在上电后自动加入到处于同一信道的zigbee协调器所组建的zigbee网络当中。
zigbee组网实验报告
zigbee组网实验报告ZigBee组网实验报告引言：ZigBee是一种低功耗、低速率、低成本的无线通信技术，被广泛应用于物联网领域。
本实验旨在通过搭建ZigBee网络，探索其组网原理和应用。
一、实验背景随着物联网的快速发展，各种智能设备的出现使得人们的生活更加便捷和智能化。
而ZigBee作为一种独特的无线通信技术，具有低功耗、低成本和可靠性强的特点，成为物联网领域的重要组成部分。
二、实验目的1.了解ZigBee组网的基本原理和拓扑结构；2.搭建ZigBee网络，实现设备之间的通信；3.探索ZigBee在物联网领域的应用。
三、实验步骤1.准备工作在实验开始前，需要准备一些硬件设备，包括ZigBee模块、开发板、传感器等。
同时，还需要安装相应的软件开发环境。
2.搭建ZigBee网络首先，将ZigBee模块插入开发板，连接电源并进行初始化设置。
然后，通过软件开发环境，配置网络参数，包括网络ID、信道等。
接下来，将各个设备逐一加入网络，形成一个完整的ZigBee网络。
3.通信测试完成网络搭建后，进行通信测试。
通过发送指令或传感器数据，验证设备之间的通信是否正常。
同时，还可以进行数据传输速率测试，评估网络的性能。
四、实验结果与分析经过实验，成功搭建了一个ZigBee网络，并实现了设备之间的通信。
通过测试发现，ZigBee网络具有较低的功耗和较高的可靠性，适用于物联网领域的各种应用场景。
五、实验总结ZigBee作为一种重要的无线通信技术，具有广泛的应用前景。
通过本次实验，我们深入了解了ZigBee组网的原理和应用，并通过实际操作掌握了搭建ZigBee网络的方法。
这对我们进一步研究和应用物联网技术具有重要意义。
六、展望在未来，随着物联网的不断发展，ZigBee网络将在更多的领域得到应用。
例如智能家居、智能医疗、智能交通等，ZigBee技术将为这些领域带来更多的便利和创新。
结语：通过本次实验，我们对ZigBee组网技术有了更深入的了解，并体验了其在物联网领域的应用。
什么是zigbee网络_它的工作原理及应用
什么是Zigbee网络: 它的工作原理及应用1. 简介Zigbee是一种无线通信协议，它是基于IEEE 802.15.4标准开发的，用于低功率无线传感器网络（LP-WAN）。
它的设计旨在为大规模的传感器网络提供低功耗、低数据传输速率和安全的通信解决方案。
目前，Zigbee已被广泛应用于物联网、家庭自动化和工业控制系统等领域。
2. Zigbee网络的工作原理Zigbee网络采用了星型拓扑结构，其中一个设备充当协调器的角色，其他设备连接到该协调器。
Zigbee设备之间通过无线信道进行通信，在工作过程中，协调器负责网络协议的管理和数据的传输。
Zigbee网络使用低功耗的射频技术进行通信，工作频率通常为2.4 GHz，传输距离一般在10-100米之间，但可以通过增加中继器来扩展覆盖范围。
3. Zigbee网络的应用Zigbee网络在多个领域有着广泛的应用，下面列举了一些主要的应用场景：• 3.1 物联网Zigbee作为物联网中的关键技术之一，广泛应用于智能家居、智能城市和智能农业等领域。
通过连接多个设备，如传感器、执行器和控制器，Zigbee网络可以实现远程监控、智能能源管理和自动化控制等功能。
• 3.2 家庭自动化Zigbee网络在家庭自动化中的应用越来越受欢迎。
它可以连接各种设备，如智能灯泡、智能插座和智能门锁等，通过无线通信实现对家居设备的远程控制和智能化管理。
• 3.3 工业控制系统Zigbee网络在工业控制系统中也有着广泛的应用。
它可以用于监测和控制各种设备，如温度传感器、湿度传感器和压力传感器等。
通过无线通信，工业系统可以实现实时监测和远程控制，提高生产效率和安全性。
• 3.4 智能健康监测Zigbee网络还可以应用于智能健康监测领域。
通过连接各种健康监测设备，如心率检测器、血压计和血糖仪等，Zigbee网络可以实时监测用户的健康状态，并将数据传输到医疗机构进行分析和处理。
• 3.5 环境监测Zigbee网络也被广泛应用于环境监测领域。
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主要内容
3.1 Zigbee简介 3.2 Zigbee开发环境及调试 3.3 Zigbee 硬件简介 3.4 Zigbee无线传感器网络开发基础 3.5 Zigbee无线传感器网络高级开发 3.6 Zigbee无线传感器网络管理 3.7 Zigbee 无线传感器网络开发实例
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ZIGBEE简介
ZigBee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协 议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。 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。
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1.2 短距离无线网络的分类
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1.2 短距离无线网络的分类
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1.2 短距离无线网络的分类
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1.2 短距离无线网络的分类
中继路由，辅助子树下终端设备的通信。通常,路由 器全时间处在活动状态,因此为主供电。但是在树状 拓扑中,允许路由器操作周期运行,因此这个情况下允 许路由器电池供电.
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1.5 ZIGBEE无线网络拓扑结构
ZigBee终端设备（End-device） 一个终端设备对于维护这个网络设备没有具体的 责任,所以它可以睡眠和唤配，看它自己的选择。 因此它能作为电池供电节点。
6.2006年12月进行标准修订，推出ZigBee1.1版(又称为 ZigBee2006)。该协议虽然命名为ZigBee1.1，但是与 ZigBee1.0版是不兼容的。
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ZIGBEE简介
7.2007年10月完成再次修订(称为ZigBee2007/PRO)。能够兼容 之前的ZigBee2006版本，并且加入了ZibgeePRO部分，此时 ZigBee联盟更加专注于以下三个方面： 1)、家庭自动化(Home Automation；HA)； 2)、建筑/商业大楼自动化(Building Automation；BA)； 3)、先进抄表基础建设(Advanced Meter Infrastructure； AMI)；
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1.5 ZIGBEE无线网络拓扑结构
设备类型
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1.1 无线网络数据传输协议对比
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1.1 无线网络数据传输协议对比
Zigbee与现有标准传输协议的比较：
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1.1 无线网络数据传输协议对比
因此：Zigbee数据 速率较低，不适 用于传输大数据 量的应用领域。
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1.2 短距离无线网络的分类
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1.2 短距6年，推出ZigBee 2006，比较完善。
2007年底，ZigBee PRO推出。
目前已经吸引了一些最具创新性和在世界知名的组织，如华 为、罗格朗、施耐德、飞利浦、霍尼韦尔等知名企业，一个 由400多家企业和其他组织构成的非营利性开放联合体，
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1.4 ZIGBEE无线网络通信信道分析
信道编号
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1.3 ZIGBEE 版本介绍
2001年8月，ZigBee Alliance成立。该联盟致力于促进在全球 的消费电子、能源、住宅、商业和工业领域广泛采用ZigBee 作为领先的无线网络、传感和控制标准。
2004年，ZigBee V1.0诞生。它是Zigbee规范的第一个版本。由 于推出仓促，存在一些错误。
中心频率/MHz 信道间隔/MHz 频率上限/MHz 频率下限/MHz
k=0
868.3
--
868.6
868.0
k=1,2,…,10
906+2(k-1)
2
928.0
902．0
k=11,12,…,26 2401+5(k-11) 5
2483.5
2400.0
注：2.4GHZ是全球 通用的ISM频段， 915MHZ是北美的 ISM频段，896MHZ 是欧洲认可的ISM 频段。
ISM：Industrial,
Scientific and
Medical
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1.5 ZIGBEE无线网络拓扑结构
网络拓扑结构：星状、网状、簇状 节点类型：协调器、路由器、终端节点
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1.5 ZIGBEE无线网络拓扑结构
ZigBee协调器（Coordinator） 它包含所有的网络信息，是3种设备中最复杂的，
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ZIGBEE简介
4.2004年12月ZigBee1.0标准(又称为ZigBee2004)敲定，这使得 ZigBee有了自己的发展基本标准。
5.2005年9月公布ZigBee1.0标准并提供下载。在这一年里，华 为技术有限公司和IBM公司加入了ZigBee联盟。但是基于该版 本的应用很少，与后面的版本也不兼容。
4
ZIGBEE简介
ZigBee技术发展历程 1.ZigBee的前身是1998年由INTEL、IBM等产业巨头发起的
“HomeRFLite”技术。 2.2000年12月成立了工作小组起草IEEE 802.15.4标准 3.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四大巨头共同宣布加盟“Zigbee 联盟”，以研发名为“Zigbee”的下一代无线通信标准， 这一事件成为该项技术发展过程中的里程碑。
物联网通信技术
第三章 Zigbee网络原理及开发
1
主要内容
3.1 Zigbee简介 3.2 Zigbee开发环境及调试 3.3 Zigbee 硬件简介 3.4 Zigbee无线传感器网络开发基础 3.5 Zigbee无线传感器网络高级开发 3.6 Zigbee无线传感器网络管理 3.7 Zigbee 无线传感器网络开发实例
存储容量大、计算能力最强。它主要用于发送网络 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信息并且不断的接 收信息。一旦网络建立完成,这个协调器的作用就像 路由器节点。
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1.5 ZIGBEE无线网络拓扑结构
ZigBee路由器（Router） 它执行的功能包括允许其它设备加入这个网络，