Zigbee通讯方式
常见的物联网通信方式

常见的物联网通信方式物联网通信方式是指在物联网中,设备之间进行信息交流和数据传输的方式。
随着物联网技术的不断发展和普及,各种不同的通信方式被应用于不同的物联网场景。
本文将介绍常见的物联网通信方式,包括无线传感器网络、蓝牙、ZigBee和LTE等。
一、无线传感器网络无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是一种由大量分布式无线传感器节点组成的自组织网络。
这些节点能够感知环境信息,并通过无线通信将数据传输到网络中心或其他节点。
无线传感器网络在物联网中被广泛应用于环境监测、智能农业和智能家居等领域。
二、蓝牙蓝牙是一种短距离无线通信技术,具有低功耗、低成本和易于使用等特点。
蓝牙通信方式常用于物联网设备之间的数据传输,如智能手机与智能音箱之间的音频传输、智能手表与智能手机之间的数据同步等。
三、ZigBeeZigBee是一种低功耗、低速率、短距离无线通信技术,适用于物联网中对数据传输要求不高的场景。
ZigBee通信方式常用于家庭自动化、智能电网和工业自动化等领域。
通过ZigBee技术,可以实现对家居设备的远程控制和监测。
四、LTELTE(Long Term Evolution)是一种高速无线通信技术,主要用于移动通信网络。
LTE通信方式在物联网中被广泛应用于车联网、工业物联网和智能城市等领域。
LTE提供了高速、稳定的数据传输能力,能够满足物联网设备对于大数据传输和实时性的需求。
综上所述,无线传感器网络、蓝牙、ZigBee和LTE是常见的物联网通信方式。
每种通信方式在不同的物联网场景中有不同的优势和适用性。
未来随着物联网技术的不断发展,我们可以预期会有更多的通信方式被应用于物联网中,以满足日益增长的物联网需求。
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通信协议

Zigbee通信协议1. 概述Zigbee是一种低功耗、低数据速率的无线通信协议,用于物联网设备之间的通信。
它基于IEEE 802.15.4标准,适用于各种不同的应用领域,如智能家居、工业自动化和智能农业等。
2. Zigbee网络拓扑结构Zigbee网络采用了星型和网状拓扑结构。
在星型拓扑结构中,设备直接连接到一个中心节点,而在网状拓扑结构中,设备可以直接连接到其他设备,从而形成一个多层次的网络。
3. Zigbee网络协议栈Zigbee网络协议栈由物理层、MAC层、网络层和应用层组成。
•物理层:负责无线信号的传输和接收,定义了无线通信的频率、数据速率和功耗等参数。
•MAC层:提供对物理层的抽象,负责设备之间的无线通信和网络管理。
•网络层:负责设备之间的路由选择和数据包转发。
•应用层:提供各种应用程序所需的服务和功能,如设备发现、数据传输和网络配置等。
4. Zigbee通信机制Zigbee使用CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)机制来进行通信。
每个设备在发送数据之前会先进行信道侦听,如果信道空闲,则设备可以发送数据;如果信道被占用,则设备需要等待一段时间后再次侦听,以避免数据碰撞。
5. Zigbee安全性Zigbee提供了多种安全机制来保护通信过程中的数据安全性和隐私性。
其中包括:•认证:通过设备之间的互相认证,确保只有合法的设备可以加入网络。
•加密:使用对称加密算法对数据进行加密,防止数据被窃取或篡改。
•密钥管理:为每个设备生成唯一的密钥,并定期更新密钥以提高安全性。
6. Zigbee应用领域Zigbee通信协议在各种应用领域都有广泛的应用,下面列举了几个常见的应用领域:•智能家居:Zigbee可以用于连接智能家居设备,如智能灯泡、智能插座和智能门锁等,实现远程控制和自动化功能。
•工业自动化:Zigbee可以用于工业自动化中的传感器网络,实现设备之间的数据采集和监控。
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。
zigbee协议无线通信的实现

zigbee协议无线通信的实现Zigbee无线网络通信的软件实现ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本无线网络技术。
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;在此基础上,ZigBee增加了网络层和应用层。
它的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、精准农业,汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等。
ZIGBEE的组网方式有三种:星型网,树状网,网状网。
星型网络的各节点只能通过协调器相互通信。
树状网把各个通信节点串成了一条线路,各节点只能延着这条线路,以传递的方式进行通信。
前两种通信方式只能进行一些简单的应用,这里不加讨论。
网状网具有强大的功能,网络各节点之间可灵活的进行相互通信,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。
充分发挥了无线网络通信的优势。
下面以ZIGBEE协议建立网状网络的工作流程来说明其通信的具体实现。
ZIGBEE协议栈较复杂,但ZIBEE联盟为我们的具体应用封装了一些编程接口。
如APS层,ZDO层,AF层,OSAL操作系统层。
我们的具体应用大部分功能都可以通过这些高层接口来实现,它们封装了网络层及物理层的实现细节。
这些复杂的工作对程序开发变得透明和方便。
ZIGBEE2006协议栈为应用开发提供了程序框架,就象使用VC++一样,我们只须关心应用的建立。
先让我们认识一下ZIGBEE2006协议栈,打开协议栈,在工程文件的左边Workspace 中可以看到整个协议栈的构架,如图所示:APP:应用层目录,这是用户创建各种不同工程的区域,在这个目录中包含了应用层的内容和这个项目的主要内容,在协议栈里面一般是以操作系统的任务实现的。
HAL:硬件层目录,包含有与硬件相关的配置和驱动及操作函数。
MAC:MAC层目录,包含了MAC层的参数配置文件及其MAC的LIB库的函数接口文件。
什么是ZigBee

什么是ZigBee?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。
其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。
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的起源Zigbee, 在中国被译为"紫蜂",它与蓝牙相类似.是一种新兴的短距离无线技术.用于传感控制应用(sensor and control).此想法在IEEE 802.15工作组中提出,于是成立了TG4工作组,并制定规范IEEE 802.15.4.2002年,zigbee Alliance成立.2004年,zigbee V1.0诞生.它是zigbee的第一个规范.但由于推出仓促,存在一些错误.2006年,推出zigbee 2006,比较完善.2007年底,zigbee PRO推出zigbee的底层技术基于IEEE 802.15.4.物理层和MAC层直接引用了IEEE 802.15.4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须是高可靠的,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年正式问世。
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。
长期以来,低价、低传输率、短距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。
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。
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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4
2.2 Zigbee 发送数据
Zigbee 发送数据时调用函数 AF_DataRequest(),只需要了解函数的参数,就可非常灵
活的以各种方式来发送数据。
afStatus_t
AF_DataRequest( afAddrType_t *dstAddr,//发送目的地址+端点地址和传送模式 endPointDesc_t *srcEP,//源终端的描述(如:操作系统任务 ID) uint16 cID, //用于接收器识别的标号(簇 ID) uint16 len, //发送数据长度 uint8 *buf, //发送数据缓冲区(即发送的数据) uint8 *transID, //任务 ID 号 uint8 options, //有效位掩码的发送选项 uint8 radius ); //最大传送跳数
数中的簇 ID 一致),取出数据并串口显示,代码如下。
SampleApp_MessageMSGCB (afIncomingMSGPacket_t *pkt) {…
switch ( pkt->clusterId ) {
case SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID: //簇 ID len = (char)pkt->cmd.DataLength; //读取数据的长度 for(n=0;n<len;n++) UartTX_Send_String(&pkt->cmd.Data[n],1); //串口显示数据 … } … }
osal_memcpy( SampleApp_, "Group 1", 7 );//组名 aps_AddGroup(SAMPLEAPP_ENDPOINT, &SampleApp_Group);//添加新组
2.1.1 设置模式、端点号及目标地址
SampleApp_Periodic_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)afAddr16Bit; //通信模式
1.3 组播
组播(也叫组网)就是网络中所有节点设备被分组后,网络中任意组的任意一节点都 可以对某一已知组号(包扩自身所属的组号)的组进行数据发送的过程。
二、相关函数的配置
开始
如图 1 是为了方便了解需要修改的函数处在主函 数的哪个环节而画,因此省略了某些必备的基本函 数;需注意的是执行完自定义事件函数 SampleApp_ProcessEvent()后并不代表主函数结束,程 序将会一直待在 osal_start_system()进行任务轮询。
1
SampleApp_epDesc.task_id = &SampleApp_TaskID; SampleApp_epDesc.simpleDesc
= (SimpleDescriptionFormat_t *)&SampleApp_SimpleDesc; SampleApp_tencyReq = noLatencyReqs; // By default, all devices start out in Group 1 SampleApp_Group.ID = 0x0001; //本设备组号
②设置传送模式 afAddrMode_t,只需将 addrMode 设置成需要的模式。
typedef enum {
afAddrNotPresent = AddrNotPresent,//绑定后的点播
afAddr16Bit
= Addr16Bit,//点播
afAddr64Bit
= Addr64Bit,//
typedef struct { union
{
uint16 shortAddr; //目标地址
ZLongAddr_t extAddr; }addr;
afAddrMode_t addrMode; //传送模式
byte endPoint; //端点号(0~255)
uint16 panId; // used for the INTER_PAN feature }afAddrType_t;
AF_DataRequest()函数最终调用 APSDE_DataReq 原语,而 AF_DataRequest()函数的调
用 会 触 发 afDataConfirm() 函 数 , 数 据 的 发 送 结 果 也 由 afDataConfirm() 函 数 返 回 , 而
AF_DataRequest()函数返回的值并不是真正的发送结果,返回值 afStatus_t 为状态,若返回
} afIncomingMSGPacket_t;
typedef struct {
byte TransSeqNumber; uint16 DataLength;//接收到的数据长度 byte *Data;//接收到的数据内容 } afMSGCommandFormat_t;
在 SampleApp_MessageMSGCB()函数体内通过识别簇 ID(与发送设备的数据发送函
uint16 groupId;
/*组号(若未设置则为 0)*/
uint16 clusterId; /*用于识别的标号(簇 ID),应该与数据发送函数中的簇 ID 一致*/
afAddrType_t srcAddr;
uint16 macDestAddr;
/* MAC header destination short address */
SampleApp_Periodic_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)afAddr16Bit;//模式 SampleApp_Periodic_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;//端点号 SampleApp_Periodic_DstAddr.addr.shortAddr = 0x0001;//目标地址 // Fill out the endpoint description.填写端点描述 SampleApp_epDesc.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;
SampleApp_Periodic_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT; //端点号
SampleApp_Periodic_DstAddr.addr.shortAddr = 0x0001; //目标地址
(注:红色部分为需要修改的地方,具体修改如下文所示。)
①SampleApp_Periodic_DstAddr 对应的结构体 afAddrType_t。
uint8 endPoint;
/*端点号*/
uint8 wasBroadcast;
/*判断是否为广播地址,若是返回 TRUE*/
uint8 LinkQuality;
/* The link quality of the received data frame */
uint8 correlation;
/* The raw correlation value of the received data frame */
afAddrGroup
= AddrGroup,//组播
afAddrBroadcast = AddrBroadcast//广播
} afAddrMode_t;
③设置目标地址 shortAddr(见表 1)。
模式 点播 组播
广播
表 1 目标地址的设置
目标地址
能接收到数据包的对象
目标节点的短地址
目标节点设备
值等于 SUCCESS(即 0x00),则数据发送成功。
2.3 Zigbee 接收数据
3
若 Zigbee 接收到数据,则进入自定义事件 SampleApp_ProcessEvent()后,会触发能接
收及处理数据包的函数 SampleApp_MessageMSGCB(),在此函数里将处理后的数据通过串
操作系统初始化 osal_init_system() 任务初始化 osalInitTasks()
自定义任务初始化 SampleApp_Init () 串口初始化 initUARTtest()
2.1 自定义任务初始化
在任务初始化函数 osalInitTasks()中添加自己写 的任务(事件)的初始化函数。在 SampleApp_Init ()
口查看。
函数 SampleApp_MessageMSGCB(afIncomingMSGPacket_t *pkt)接收到的所有数据信
息存储在 afIncomingMSGPacket_t *pkt 中。
typedef struct
{
osal_event_hdr_t hdr; /* OSAL Message header */
目标组的组号
目标组的所有节点设备
0xFFFF
网络上的所有设备,包括睡眠中的设备
0xFFFD
除睡眠中的设备,网络上的所有空闲且打开接收的设备
0xFFFC
所有的路由器,包括协调器
2.1.2 建立新组
SampleApp_Group.ID = 0x0001; //本设备组号 osal_memcpy( SampleApp_, "Group 1", 7 );//组名 aps_AddGroup(SAMPLEAPP_ENDPOINT, &SampleApp_Group);//往组表添加新组
int8 rssi;
/* 接收到的射频功率单位 dBm */
uint8 SecurityUse;
/* deprecated */
uint32 timestamp;
/* receipt timestamp from MAC */
afMSGCommandFormat_t cmd; /* 接收到的数据 */
运行操作系统 osal_start_system() 选择任务 tasksArr[idx里可以修改 Zigbee 通讯方式的模式、端点号、目标地