无线接入技术Zigbee技术

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ZIGBEE技术简介

ZIGBEE技术简介

ZIGBEE技术简介一、ZIGBEE是什么技术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 的主要应用领域包括无线数据采集、无线工业控制、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、远程网络控制等场合;ZigBee 无线可使用的频段有3 个,分别是2.4GHz 的ISM 频段、欧洲的868MHz 频段、以及美国的915MHz 频段,而不同频段可使用的信道分别是16 、 1 、10 个,在中国采用2.4G频段,是免申请和免使用费的频率。

二、ZIGBEE设备功能ZigBee 网络协调器也就是网络的中心节点;ZIGBEE 全功能设备(FFD)也就是网络中的路由或中继;精简功能设备(RFD)也就是网络中的终端节点。

三、ZIGBEE特点ZigBee 技术优势ZigBee 技术在低功耗、低成本和组网能力具有无可比拟的应用优势。

ZigBee 技术标准ZigBee 和802.15.4标准都适合于低速率数据传输,最大速率为250K,与其他无线技术比较,适合传输距离相对较近;ZigBee 无线技术适合组建WPAN网络,就是无线个人设备的联网,对于数据采集和控制信号的传输是非常合适的。

ZigBee 技术的应用定位是低速率、复杂网络、低功耗和低成本应用。

ZigBee 网络比较ZigBee 无线的传输带宽在20-250KB/s范围,适合传感器数据采集和控制数据的传输;ZigBee 无线可以组建大规模网络,网络节点容量达到65535个,具有非常强大的组网优势;ZigBee 技术特有的低功耗设计,可以保证电池工作很长时间。

ZigBee 网络结构ZigBee技术具有强大的组网能力,可以形成星型、树型和MESH网状网,可以根据实际项目需要来选择合适的网络结构;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;星型和族树型网络适合点多多点、距离相对较近的应用。

第三章 ZigBee 无线网络技术

第三章 ZigBee 无线网络技术

第三章ZigBee 无线网络技术3.1 ZigBee无线网络技术的特点ZigBee技术主要用于无线个域网(WPAN),是基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的。

IEEE802.15.4定义了两个底层,即物理层和媒体接入控制(Media Access Control,MAC)层;ZigBee联盟则在IEEE 802.15.4的基础上定义了网络层和应用层。

ZigBee联盟成立于2001年8月,该联盟由Invensys、三菱、摩托罗拉、飞利浦等公司组成,如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司和开发商的加入,其目标市场是工业、家庭以及医学等需要低功耗、低成本、对数据速率和QoS(服务质量)要求不高的无线通信应用场合。

ZigBee这个名字来源于蜂群的通信方式:蜜蜂之间通过跳Zigzag形状的舞蹈来交互消息,以便共享食物源的方向、位置和距离等信息。

与其它无线通信协议相比,ZigBee无线协议复杂性低、对资源要求少,主要有以下特点:(1)低功耗:这是ZigBee的一个显著特点。

由于工作周期短、传输速率低,发射功率仅为lmw,以及采用了休眠机制,因此ZigBee设备功耗很低,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。

(2)低成本:协议简单且所需的存储空间小,这极大降低了ZigBee的成本,每块芯片的价格仅2美元,而且ZigBee协议是免专利费的。

低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。

(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为30ms,休眠激活的时延是15ms,活动设备信道接入的时延为15ms。

这样一方面节省了能量消耗,另一方面更适用于对时延敏感的场合,例如一些应用在工业上的传感器就需要以毫秒的速度获取信息,以及安装在厨房内的烟雾探测器也需要在尽量短的时间内获取信息并传输给网络控制者,从而阻止火灾的发生。

zigbee技术简介

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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技术简介

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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。

无线接入技术名词解释

无线接入技术名词解释

无线接入技术名词解释
无线接入技术是指通过无线通信手段实现终端设备与网络之间的连接和通信的技术。

它使得用户可以通过无线方式接入网络,无需使用传统的有线连接方式。

以下是几种常见的无线接入技术的解释:
1. Wi-Fi(无线局域网):是一种基于无线电波技术的局域网技术,通过无线路由器和无线网卡实现终端设备与网络的连接和数据传输。

2. 4G/5G(第四/五代移动通信技术):是一种基于蜂窝网络的移动通信技术,通过移动基站和移动设备之间的无线通信,实现高速的移动数据传输和互联网接入。

3. Bluetooth(蓝牙):是一种短距离无线通信技术,用于在个人电子设备之间进行数据传输和音频通信,例如连接手机和耳机、键盘等外部设备。

4. NFC(近场通信):是一种短距离无线通信技术,通过将两个设备靠近,实现快速的数据传输和交换。

常用于移动支付、门禁系统等场景。

5. ZigBee(低功耗无线个人局域网):是一种面向低功耗、低速率的无线通信技术,主要应用于物联网领域,例如智能家居、智能传感器等设备之间的通信。

这些无线接入技术在不同场景和应用中具有各自的优势和特点,可以根据需求选择适合的技术进行无线接入。

zigbee技术

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1.ZigBee技术介绍1.1.什么是ZigBeeZigBee又叫紫蜂,是一种低功率无线电通信的开放标准,包括强大可靠的网络协议,安全服务和应用层,以确保设备间的互操作性。

ZigBee标准支持16个在全球范围内免许可证的2.4 GHz频段通道,通道数据传输速率达250kbps,同时也支持868/915MHz频段。

ZigBee技术是随着工业自动化对于无线通信和数据传输的需求而产生的,Zigbee网络省电、可靠、成本低、容量大、安全,可广泛应用于各种自动控制领域。

ZigBee强大的网络协议栈提供全网状路由功能,包括自动路由发现和修复,在不可预知的城市环境中,该功能对于网络的长期运作具有关键的作用。

ZigBee的超低能耗性能支持在非路由连接终端设备上使用电池进行长时间供电。

ZigBee还提供行业审查商业级的安全算法,它结合网络层和数据链路层(节点到节点)的公共密钥加密算法与密钥更新算法,以确保可靠的无线网络安全。

由于ZigBee设备易于安装和维护,既可靠又安全,并能够提供较长的电池寿命和高度可扩展的网络(成千上万的设备),同时可满足嵌入式设备较高的成本控制要求,ZigBee 标准越来越多地被用于连接设备到设备的传感器和控制应用程序。

1.2.ZigBee的应用范围1.3.主流无线通信技术的比较注:(1)单个子网最大节点数为理论值;(2)384Kbps为EGPRS理论传输值;(3)通信距离均为可视距离。

1.4.ZigBee技术的优势●低成本:使用ISM频段,无需申请License,无需缴纳专利费;●超低功耗:支持电池供电运行数年时间;●复杂性低,网络协议简单;●组网简单:自组网和自动路由功能使得网络的构建和维护变得十分容易;●稳定性高:网状网络提供高冗余通信路径,具备路由自动修补和优化能力,保证网络稳定可靠;CSMA/CD技术和重发确认机制确保了网络内数据通信的稳定性;●高安全性:提供了数据完整性检查和鉴权功能,采用通用的AES-128位加密算法;●兼容性:开放的标准使不同供应商的产品可以很容易实现互联互通;国际通用的免费频段使产品准入更为简单;●响应速度快:针对时延敏感的应用做了优化,通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短●网络容量大:单个子网可管理多达65535个节点。

无线接入网络的传输技术

无线接入网络的传输技术

无线接入网络的传输技术随着移动互联网的快速发展,无线接入网络的使用越来越广泛。

从最初的2G网络到现在的5G网络,无线接入网络的传输技术也在不断的更新和升级。

本文将会介绍几种常见的无线接入网络传输技术,包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、NFC和Li-Fi。

一、Wi-FiWi-Fi是一种基于无线局域网技术的传输技术,其传输速度比较快,信号覆盖范围也比较广泛,可以快速连接到互联网。

Wi-Fi技术常用于家庭、办公室等环境中的无线通信,用户通过Wi-Fi可以无线连接到电子设备或者互联网。

Wi-Fi在提供高速无线上网的同时,也存在着一些问题,比如容易被黑客入侵、信号容易干扰等。

二、蓝牙蓝牙是一种基于短距离无线通信技术的传输技术,它可以连接随身设备和电脑,使得数据和媒体通信变得更加便捷。

蓝牙技术的发展一直在不断提高,现在银行、超市和电影院等场所都已经支持蓝牙扫描系统识别用户设备的身份。

蓝牙技术在无线通信方面有着广泛的应用,如无线鼠标、键盘、耳机等。

三、ZigBeeZigBee也是一种基于短距离无线通信技术的传输技术,它主要适用于物联网领域。

ZigBee传输技术适用于多种应用场景,包括能源管理、环境监测、智能家居、智能城市等。

虽然ZigBee传输技术优势明显,但其应用范围相对比较小,目前还未得到广泛应用。

四、NFCNFC是一种基于无线感应技术的传输技术,它主要适用于移动支付和智能物联网。

现在,NFC已经被广泛应用于著名的Apple Pay和Google Wallet等移动支付平台,同时,NFC技术也得到了智能家居、智能电子设备等领域的广泛应用。

五、Li-FiLi-Fi是一种基于可见光通信技术的传输技术,它利用LED灯的闪烁来传输数据,速度比较快,能够为人们提供更加便捷的无线通信体验。

Li-Fi的优点是数据传输速度比较快,不受信号干扰和窃听,同时还可以在无线电波干扰的环境下使用。

但其应用范围比较小,目前主要应用于工业和专业领域。

ZigBee技术简介

ZigBee技术简介

①低功耗。在低耗电待机模式下,2 节 5 号干电池可支持 1 个节点工作 6~24 个月,甚至更长。这是 ZigBee 的突出优势。
②低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的 1/10) ,降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以 8051 的 8 位微控制器测算,全功能的主节点需要 32KB 代码,子功 能节点少至 4KB 代码,而且 ZigBee 免协议专利费。每块芯片的价格大约为 2 美元。
MAC Layer
IEEE 802.15.4
2.4GH
PHY Layer
868/915
Silicon
麓源电子科技有限公司
第5页
ZigBee Stack
Application

Lustech
四、 ZigBee 联盟
ZigBee 联盟是一个高速增长的非牟利业界组织, 制定网络、安全和应用软件层;提供不同产品的协调性及互通性测试规格;在世界各地推广 ZigBee 品牌并争取市场的关 注;管理技术的发展。ZigBee 联盟的主要目标是以透过加入无线网络功能,为消费者提供更富弹性、更易用的电子产片。ZigBee 技术能融入各类电子产品,应用范围横跨 全球民用、商用、公用及工业用等市场。生产商终于可以利用 ZigBee 这个标准化无线网络平台,设计简单、可靠、便宜又省电的各种产品。成员包括国际著名半导体生产 商、技术提供者、代工生产商以及最终使用者。成员正制定一个基于 IEEE802.15.4、可靠、高性价比、低功耗的网络应用规格。目前超过 200 家成员公司正积极进行 ZigBee 规格的制定工作。 当中包括 7 位推广委员, 半导体生产商、 无线技术供应商及代工生产商。 7 位推广委员分别为: Honeywell, Invensys, Mitsubishi, Motorola, Philips, Samsung。
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•ZigBee技术简介 — 短程无线网络标准
ZigBee 和802.15.4标准都适合于低速率数据传输,最大速率 为250K,与其他无线技术比较,适合传输距离相对较近; ZigBee 无线技术适合组建WPAN网络,就是无线个人设备的 联网,对于数据采集和控制信号的传输是非常合适的。 ZigBee 技术的应用定位是低速率、复杂网络、低功耗和低 成本应用。
ZigBee 和802.15.4标准都适合于低速率数据传输,最大速率 为250K,与其他无线技术比较,适合传输距离相对较近; ZigBee 无线技术适合组建WPAN网络,就是无线个人设备的 联网,对于数据采集和控制信号的传输是非常合适的。 ZigBee 技术的应用定位是低速率、复杂网络、低功耗和低成 本应用。
•ZigBee技术简介 — 应用项目
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无线接入技术Zigbee技术
•ZigBee技术优 势
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无线接入技术Zigbee技术
•ZigBee技术优势 — 与FSK电台的比较
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无线接入技术Zigbee技术
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•ZigBee 技术在低功耗、低成本和组网能力具有无可比拟的 应用优势。
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•ZigBee技术应用 — 医疗监护
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无线接入技术Zigbee技术
•ZigBee技术应用 — 医疗监护
•系 统 概 述 利用ZIGBEE 技术组成一个网状路由网络,在楼道设置合适的路 由节点,进行数据的中转; 房间内的呼叫节点采用星型网络连接,由其中一个节点作为 ZIGBEE 路由器,负责与中心网络的连接和数据中继转发; 所有的 ZIGBEE 路由器组成一个蜂窝网状网络,再与 ZIGBEE 中 心节点连接,中心节点设置在管理中心,构建成一个完整的 ZIGBEE 无线网络,是个通信非常可靠的网络结构。 •系 统 应 用 医院医疗监护 医疗仪器数据采集
ZigBee 增加了逻辑网络、网络安全和应用软件,更加适合 于产品技术的一致化,利于产品的互连互通;
ZigBee 继续与 IEEE 紧密结合,以保证向市场提供一种完 整的集成解决方案。
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无线接入技术Zigbee技术
•ZigBee技术简介 — 短程无线网络标准
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无线接入技术Zigbee技术
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无线接入技术Zigbee技术
•ZigBee技术简介 — 无线网络标准的比

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无线接入技术Zigbee技术
•ZigBee技术简介 — 无线网络标准的比

ZigBee 无线的传输带宽在20-250KB/s范围,适合传感器数据 采集和控制数据的传输;
ZigBee 无线可以组建大规模网络,网络节点容量达到65535 个,具有非常强大的组网优势; ZigBee 技术特有的低功耗设计,可以保证电池工作很长时间。
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无线接入技术Zigbee技术
•ZigBee技术简介 — 传输类型
周期性数据: 传感器数据、水电气表数据、仪 器仪表数据
间段性数据: 工业控制命令、远程网络控制、 家用电器控制
反复性低反应时间数据:如鼠标键盘数据、 操 作杆的数据
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无线接入技术Zigbee技术
•ZigBee技术简介 — 应用条件
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无线接入技术Zigbee技术
•ZigBee技术应用 — 结合GPRS的无线数据传

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•ZigBee技术应用 — 结合GPRS的无线数据传

•系 统 概 述 利用GPRS网络传输基于Zigbee无线传感器汇节点数据的完整无线 网络设计,网络采用星型或 MESH 网状网络拓扑和需求时唤醒Zigbee 模块的通信方式,有效降低了每个 Zigbee 传感器节点的功耗,减少了 传感器节点向汇节点上报数据时相互碰撞的概率,并利用 GPRS 网络传 输汇节点的数据,改变了传统无线传感器网络需要依托有线公共网络进 行数据传输的限制,使网络具有非常显著的优点; 利用ZIGBEE技术优势组建无线传感器网络数据传输网,并可以按照 区域布置不同的汇接点,这个汇接点就是ZIGBEE的中心节点; 远程管理中心通过GPRS等公共信道与ZIGBEE网络实现远程通信, 通过 GPRS网络获取采集到的相关信息,实现对现场的有效控制和管理。
ZigBee 在中国采用2.4G的 ISM 频段,是免申请和免使用费的频率, 在2.4G的频段上具有16个信道,带宽为250K。
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•ZigBee技术简介 — 无线信道
ZigBee 在2.4G的频段上具有16个信道,从 2.405GHz — 2.480GHz 间分布,信道间隔是5M,具有很强的信道抗串扰能力。
设备成本低、传输的数据量小 设备体积小,不便放置较大的充电电池或者电源模块 没有充足的电源支持,只能使用一次性电池 需要较大范围的通信覆盖,网络中的设备非常多,但仅 仅用于监测或控制
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•ZigBee技术简介 — 应用项目
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无线接入技术Zigbee技术
•ZigBee技术优势 — 通信可靠性保证
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•ZigBee技术优势 — 通信可靠性保证
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•ZigBee技术优势 — 通信可靠性保证
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•ZigBee技术简介 — 网络结构
ZigBee技术具有强大的组网能力,可以形成星型、树型和 MESH网状网,可以根据实际项目需要来选择合适的网络结构; 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; 星型和族树型网络适合点多多点、距离相对较近的应用。
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•ZigBee技术简介 — 网络结构
•星型
•簇状型
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•网状型
•网络协调器 •全功能设备 (FFD,Router):可以支持 任何一种拓扑结构,可以作为网络协 商者和普通协商者,并且可以和任何 一种设备进行通信 •精简功能设备 (RFD):只支持星型结 构,不能成为任何协商者,可以和网 络协商者进行通信,实现简单。
无线接入技术Zigbee技术
•ZigBee技术优势 — 与WLAN共存
•ZIGBEE和WLAN共同工作在2.4G的频段,利用ZIGBEE的#15、 #20、#25和#26信道,可有效避免与802 .11b的信 #1、 #6、 #11信道的相互干扰。
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•ZigBee技术优势 — 通信可靠性保证
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•ZigBee技术应用 — 结合GPRS的无线数据传

•系统应用 无线传感器网络 WSN 远程数据采集 远程控制网络 远程监测监控系统 远程集抄系统
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•ZigBee技术应用 — 仓库监测
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•ZigBee技术应用 — 仓库监测
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。
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无线接入技术Zigbee技术
• 附带由标准指定的全部 802.15.4 功能和所有特征
• 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
• 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相对简单的实现自然节省了费用。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。
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无线接入技术Zigbee技术
•ZigBee技术简介 — 网络设备功能
设备类型
全功能器件 (FFD)
简化功能器件 (RFD)
拓扑类型
星形,树形,网 状
星形
可否成为网络协 调器
可以
不可以
通话对象
任何ZigBee设 备
只能与协调器 通话
ZigBee 网络协调器也就是网络的中心节点; ZIGBEE 全功能设备(FFD)也就是网络中的路由或中继; 精简功能设备(RFD)也就是网络中的终端节点。
•作用:
•建立新网络, 保证数据的传 输。
•对数据进行加 密,保证数据 的完整性。
•作用:
应用支持层主要根 据具体应用由用 户开发。
无线接入技术Zigbee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;
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