ZigBee无线通信技术及其应用前景
2009年第6期总第147期
林区教学
T each i ng of F orestry R eg i on
N o .62009
G eneral N o .147
Z i g Bee 无线通信技术及其应用前景
白国亮
(黑龙江工程学院,哈尔滨150050)
摘 要:网络和通信技术的发展,使人们对无线通信的要求越来越高,短程、低速、廉价的无线通信技术正成为关注的焦点。目前一种新的无线通信技术引起了人们的关注,这就是所谓的/Z i gBee 0技术。Z i gBee 这个名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式,蜜蜂通过跳Z i gZag 形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置、距离和方向等信息。有了Z igBee 这种低速率通信技术,其所支持的应用更贴近人们的日常生活。就Z i gBee 技术及其特点、应用前景等方面的问题作一介绍。
关键词:无线通信;Z igBee 技术;前景
中图分类号:TN801 文献标志码:A 文章编号:1008-6714(2009)06-0079-02
收稿日期:2009-03-12
作者简介:白国亮(1971-),男,黑龙江哈尔滨人,电信中心主任,工程师,硕士。
一、Z i gBee 技术
11Z i gBee 技术简介
Z i g B ee 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或无线网络技术,是一
组基于I EEE 批准的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,主要适合于承载数据流量较小的业务,可嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能。其目标市场是工业、家庭以及医学等需要低功耗、低成本无线通信的应用。相对现有的各种无线通信技术,Z i gBee 技术是最低功耗和成本的技术。
21Z i gBee 的特点
(1)低功耗:由于Z i gBee 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Z i gBee 设备非常省电。据估算,Z i g B ee 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,这是其他无线设备望尘莫及的。
(2)成本低:Z i gBee 模块的初始成本在6美元左右,估计很快就能降到1.5美元~2.5美元,并且Z i gBee 协议是免专利费的。低成本对于Zi gBee 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30m s ,休眠激活的时延是15m s ,活动设备信道接入的时延为15m s 。因此Z i g B ee 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。
(4)网络容量大:一个星型结构的Z i gBee 网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备,而且网络组成灵活。
(5)可靠:采取了碰撞避免策略,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC 层采用了完全确认的数据传输模式,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。
(6)安全:Zi gBee 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。
31Zi gBee 网络的形成
一个Zi gBee 网络的形成,必须由FFD 率先担任网络协调器,由协调器进行扫描搜索以发现一个未用的最佳信道来建立网络;再让其他的FFD 或是RF D 加入这个网络,需要注意的是RFD 只能与FFD 连接。事实上,人们可根据装置在网络中的角色和功能,预先对装置编制好程序。如协调器的功能是通过扫描搜索,以发现一个未用的信道来组建一个网络;路由器(一个网络中的M esh 装置)的功能是通过扫描搜索,以发现一个激活的信道并将其连接,然后允许其他装置连接;而末端装置的功能总是试图连接到一个已存在的网络。
41采用Z i g B ee 技术的条件
通常符合下列条件之一的应用,均可考虑采用Zi gBee 技术。装置成本很低,传输的数据量很小;装置体积很小,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;频繁地更换电池或者反复地充电无法做到或者很困难;要求数据传输的可靠性、安全性高;需要较大范围的通信覆盖,网络中的装置非常多,但仅仅用于监测或控制;使用GPS 效果差,或成本太高的局部区域移动目标的定位应用。 二、Z ig B ee 技术应用前景展望
11在传感器网络领域
传感器网络被称作未来十大技术之一,由传感器和
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Z i gBee装置构成监控网络,可自动采集、分析和处理各个节点的数据,适合于农业、工业、医学、军事等需要数据自动采集并要求网络传输的各个领域。Z i gBee技术的其他应用还相当广泛,如照明、安全、物流管理等。更多的应用将取决于业界标准化组织、应用开发商和用户的进一步设计与完善。
21在工业领域
Z i g B ee技术有助于改进公共设施和能源管理、物流和库存追踪、安全性和访问控制,它也能够跟踪其他系统以实现预防性维护和性能监控。例如危险化学成分的检测、火警的早期检测和预报、照明系统的检测和控制,生产机台的流程控制、高速旋转机器的检测和维护等,都可借助Z i gBee网络提供相关信息,以达到工业与环境控制之目的。利用传感器和Zig B ee网络,使得数据的自动采集、分析和处理变得更加容易,可以作为决策辅助系统的重要组成部分。这些应用不需要很高的数据吞吐量和连续的状态更新,重点在低功耗,从而最大程度地延长电池的寿命,减少Z i gBee网络的维护成本。
31在汽车上
主要是传递信息的通用传感器。由于很多传感器只能内置在飞转的车轮或者发动机中,比如轮胎压力监测系统,这不仅要求采用无线技术,而且要求内置的无线通信装置使用的电池寿命长,最好超过或等于轮胎本身的寿命;同时还应该克服嘈杂的环境和金属结构对电磁波的屏蔽效应。
41在家庭和楼宇自动化领域
家庭自动化系统和楼宇自动化领域,作为电子技术的集成被得到迅速扩展。易于进入、简单明了和廉价的安装成本等成了驱动自动化居家和建筑开发和应用无线技术的主要动因。未来的家庭将会有50~150个支持Z i gBee 模块被安装在电视、灯泡、遥控器、儿童玩具、游戏机、门禁系统、空调系统、烟火检测器、抄表系统、无线报警、安保系统、HVAC、厨房器械和其他家电产品中,通过Z i gBee收集各种信息,传送到中央控制装置,或通过遥控达到远程控制之目的,提供家居生活更朝向自动化、网络化与智能化,以有效增加人们居住环境之方便性与舒适度。
51在精确农业方面
传统农业主要使用孤立的、没有通信能力的机械装置,主要依靠人力监测作物的生长状况。采用了由成千上万个传感器构成的比较复杂的Z i g B ee网络后,农业将可以逐渐地转向以信息和软件为中心的生产模式,使用更多的自动化、网络化、智能化和远程控制的装置来耕种。传感器可能收集包括土壤湿度、氮浓度、p H值、降水量、温度、空气湿度和气压等信息。这些信息和采集信息的地理位置经由Z i g B ee网络传递到中央控制装置供农民决策和参考,这样农民能够及早而准确地发现问题,从而有助于保持并提高农作物的产量。
61在医学领域
将借助于各种传感器和Z i gBee网络,准确而且实时地监测病人的血压、体温和心跳速度等信息,从而减少医生查房的工作负担,有助于医生作出快速的反应,特别是对重病和病危患者的监护和治疗。
71在消费和家用自动化市场
可以联网的家用装置有电视、录像机、无线耳机、PC 外设(键盘和鼠标等)、运动与休闲器械、儿童玩具、游戏机、窗户和窗帘、照明装置、空调系统和其他家用电器等。近年来,由于无线技术的灵活性和易用性,无线消费电子产品已经越来越普遍、越来越重要;同时基于Zi gbee技术的遥控器可以实现全球漫游和无缝使用,从而在一定程度上降低这些装置的生产和使用成本。Ch i p c on等公司已经看到了巨大的市场需求,正在开发新产品以增强消费电子产品的性能。
81在道路指示、方便安全行路方面
如果沿着街道、高速公路及其他地方分布式地装有大量路标或其他简单装置,你就不再担心会迷路。安装在你汽车里的装置会告诉你,你现在所处的位置、正向何处去。虽然从全球定位系统(GPS)也能获得类似服务,但是这种新的分布式系统会向你提供更精确、更具体的信息。即使在GPS覆盖不到的楼内或隧道内,你仍能继续使用此系统。事实上,你从这个新系统能够得到比GPS多得多的信息,如限速、前面那条街是单行线还是双行线、前面每条街的交通情况或事故信息等。使用这种系统,还可以跟踪公共交通情况,你可以适时地赶上下一班车,而不至于在寒风中或烈日下在车站等上数十分钟。基于这样的新系统还可以开发出许多其他功能,例如在不同街道根据不同交通流量动态调节红绿灯,追踪超速的汽车或被盗的汽车等。当然,应用这一系统的关键问题在于成本、功耗和安全性等方面,而这正是802.15.4要解决的问题。
三、结束语
Z i gBee是一个针对传感器网络、建筑自动化等应用的短距离无线技术规范。Z i g B ee是近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术,主要适用于自动控制和远程控制领域,是为满足小型、廉价设备的无线联网和控制而制定的。它按高度省电要求设计,因此低功耗和较低数据传输率意味着不会和W i-F i等其他无线技术竞争,而是作为传感器网络等应用的性价比较高的方案。业界对它在上述领域的应用进展充满信心。
1责任编辑:李海波2
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ZigBee的未来发展趋势
ZigBee的未来发展趋势 首先介绍了Zigbee技术的概念、特点及协议框架，在此基础上探讨了ZigBee技术的应用，最后对其发展趋势做了展望。 关键词ZigBee技术IEEE802.15.4 发展趋势 1、简介 ZigBee技术是一种应用于短距离范围内，低传输数据速率下的各种电子设备之间的无线通信技术。ZigBee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳ZigZag 形状的舞蹈来通知发现的新食物源的位置、距离和方向等信息，以此作为新一代无线通讯技术的名称。ZigBee过去又称为“HomeRF Lite”、“RF-EasyLink”或“FireFly”无线电技术，目前统一称为ZigBee技术。 2、ZigBee技术的特点 自从马可尼发明无线电以来，无线通信技术一直向着不断提高数据速率和传输距离的方向发展。例如：广域网范围内的第三代移动通信网络（3G）目的在于提供多媒体无线服务，局域网范围内的标准从IEEE802.11的1Mbit/s到IEEE802.11g的54Mbit/s的数据速率。而当前得到广泛研究的ZigBee技术则致力于提供一种廉价的固定、便携或者移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线通信技术。这种无线通信技术具有如下特点： 功耗低：工作模式情况下，ZigBee技术传输速率低，传输数据量很小，因此信号的收发时间很短，其次在非工作模式时，ZigBee节点处于休眠模式。设备搜索时延一般为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms。由于工作时间较短、收发信息功耗较低且采用了休眠模式，使得ZigBee节点非常省电，ZigBee节点的电池工作时间可以长达6个月到2年左右。同时，由于电池时间取决于很多因素，例如：电池种类、容量和应用场合，ZigBee技术在协议上对电池使用也作了优化。对于典型应用，碱性电池可以使用数年，对于某些工作时间和总时间（工作时间+休眠时间）之比小于1%的情况，电池的寿命甚至可以超过10年。 数据传输可靠：ZigBee的媒体接入控制层（MAC层）采用talk-when-ready的碰撞避免机制。在这种完全确认的数据传输机制下，当有数据传送需求时则立刻传送，发送的每个数据包都必须等待接收方的确认信息，并进行确认信息回复，若没有得到确认信息的回复就表示发生了碰撞，将再传一次，采用这种方法可以提高系统信息传输的可靠性。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。同时ZigBee针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和休眠状态激活的时延都非常短。 网络容量大：ZigBee低速率、低功耗和短距离传输的特点使它非常适宜支持简单器件。ZigBee定义了两种器件：全功能器件（FFD）和简化功能器件（RFD）。对全功能器件，要求它支持所有的49个基本参数。而对简化功能器件，在最小配置时只要求它支持38个基本参数。一个全功能器件可以与简化功能器件和其他全功能器件通话，可以按3种方式工作，分别为：个域网协调器、协调器或器件。而简化功能器件只能与全功能器件通话，仅用于非
ZigBee和短距离通信的那些事
基于ZigBee的短距离无线通信网络技术 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。 二、ZigBee技术的特点及应用 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（MediaAccess 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： 低功耗：这是ZigBee的一个显著特点。由于工作周期短、收发信息功耗较低、以及采用了休眠机制，ZigBee终端仅需要两节普通的五号干电池就可以工作六个月到两年。 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。
Zigbee无线通信技术
Zigbee无线通信技术 摘要：ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）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。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是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定 关键词：ZigBee技术特性标准协议应用系统 引言 ZigBee作为一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，有效弥补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺，其成功的关键在于丰富而便捷的应用，而不是技术本身。我们有理由相信在不远的将来，将有越来越多的内置式ZigBee功能的设备进入我们的生活，并将极大地改善我们的生活方式和体验。 一、Zigbee技术简介 什么是Zigbee？ 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。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
ZigBee无线网络和收发器(葵花宝典中文版)
由于国内暂时还没有该文献的中文版本，而ZigBee Wireless Networks and Transceivers又是ZigBee界的葵花宝典，为了自己更好的学习，所以决定将比较多的蛋疼的时间拿出来做点有意义的事，虽然翻译水平不是很高，但是在翻译的过程中肯定能得到进步，最关键的就是检验自己的毅力，看看能否坚持。在这个过程中，如果还能帮到一些正在入门ZigBee的朋友那就更好了。废话不多说，开始 ZigBee Wireless Networks and Transceivers ZigBee无线网络和收发器 1第一章ZigBee基础 本章主要介绍了短距离无线网络通信的ZigBee标准，本章的主要目的就是对ZigBee的基础特性进行一下简单的概述，包括它的网络拓扑、信道访问机制和每个协议层所扮演的角色，在后续章节中对本章所讨论的内容有详细的解释。 1.1 什么是ZigBee? ZigBee是为低数据速率、短距离无线网络通信定义的一系列通信协议标准。基于ZigBee的无线设备工作在868MHZ, 915MHZ和2.4Z频带。其最大数据速率是250Kbps. ZigBee技术主要针对以电池为电源的应用，这些应用对低数据速率、低成本、更长时间的电池寿命有较高的需求。在一些ZigBee应用中，无线设备持续处于活动状态的时间是有限的，大部分时间无线设备是处于省电模式（也称休眠模式）的。因此，ZigBee设备在电池需要更换以前能够工作数年以上。 ZigBee的其中一个应用就是室内病人监控。例如，一个病人的血压，心率可以通过可穿戴设备测量出来，病人戴的ZigBee设备来周期性的收集血压等健康相关的信息，然后这些数据被无线传送到当地服务器，例如病人家中的一台个人电脑，电脑再对这些数据进行初始分析，最后重要的信息通过互联网被发送到病人的护士或者内科医生那里做进一步的分析。 另一个ZigBee的应用例子就是大型楼宇结构安全的监控。在此应用中，一个建筑内可以安装数个ZigBee无线传感器（如加速度计），所有的这些传感器形成一个网络来收集信息，这些收集来的信息可以用于评估建筑的结构安全和潜在的损坏标志，例如，地震后一个建筑在重新开放前可能需要进行检测。而传感器收集到的数据有助于加速和减少检测的花费。在第二章中还提供了一些其他ZigBee的应用例子。 ZigBee标准是由ZigBee联盟所开发的，该联盟有数百个成员公司，从半导体产业和软件开发者到原始设备生产商、安装商。ZigBee联盟是2002年创立的
基于ZigBee技术的无线考勤系统设计毕业设计
基于ZigBee技术的无线考勤系统设计 作者姓名：郭帅指导老师：金中朝 摘要：系统基于ZigBee个域网协议和嵌入式系统，使刷卡设备和考勤统计系统分离，具有组网方便，安装拆卸简单，扩容性好，无需布线等特点，可以减少因线路故障带来的损失和不便，提高了系统的稳定性和可靠性。并完成了ZigBee网络的搭建与优化，嵌入式数据库Sqlite的移植以及嵌入式QT的开发等。 关键字：ZigBee, 射频卡考勤，嵌入式网关 1 绪论 随着信息化时代的到来，我们生活的各方面都和信息化息息相关。社会的管理和资金的流通也已经进入信息化的革命。非接触IC卡“一卡通”便是信息化革命的产物之一。本系统设计的目的是为了实现考勤数据采集、数据统计和信息查询过程的无线化和自动化。方便用户对考勤数据的保存和导出。ZigBee是进入21世纪后来出现的一种新型无线通信技术，该协议具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的特点，在智能家居、智能楼宇自动化、工业智能监等控领域具有非常宽广的市场空间。随着多家芯片制造商推出支持ZigBee协议的片上系统解决方案，越来越多的无线控制系统采用ZigBee技术。 系统基于ZigBee个域网协议和嵌入式系统，使刷卡设备和考勤统计系统分离，与目前广泛使用的有线考勤系统相比，具有组网方便，安装拆卸简单，扩容性好，无需布线等特点，可以减少因线路故障带来的损失和不便，提高了系统的稳定性和可靠性。 本文首先介绍了系统的总体拓扑结构，然后详细阐述了刷卡设备和网关设备的硬件设计和软件开发过程，其中包括刷卡驱动电路设计，ZigBee协议栈应用程序设计，QT应用软件设计，Sqlite数据库移植方法等。
Zigbee基础知识
基础知识：ZigBee是什么意思? Zigbee：全新无线网络数据通信技术 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的由来： 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通信的需求越来越强烈。正因此，经过人们长期努力，Zigbee协议在2003年中通过后，于2004正式问世了。 Zigbee是什么： 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，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里；另外整个Zigbee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。例如，你可以通过互联网在北京监控云南某地的一个Zigbee控制网络。 不同的是，Zigbee网络主要是为自动化控制数据传输而建立，而移动通信网主要是为语音通信而建立；每个移动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与监控对对象，例如传感器连接直接进行数据采集和监控，它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。 每个Zigbee网络节点（FFD和RFD）可以可支持多到31个的传感器和受控设备，每一个传感器和受控设备终可以有8种不同的接口方式。可以采集和传输数字量和模拟量。 Zigbee技术的应用领域： Zigbee技术的目标就是针对工业，家庭自动化，遥测遥控，汽车自动化、农业自动化和医疗护理等，例如灯光自动化控制，传感器的无线数据采集和监控，油田，电力，矿山和物流管理等应用领域。另外它还可以对局部区域内移动目标例如城市中的车辆进行定位。（成都西谷曙光数字技术公司的专利技术）。 通常，符合如下条件之一的应用，就可以考虑采用Zigbee技术做无线传输： 1．需要数据采集或监控的网点多； 2．要求传输的数据量不大，而要求设备成本低；
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。
ZigBee无线通信技术及其应用前景
2009年第6期总第147期 林区教学 T each i ng of F orestry R eg i on N o .62009 G eneral N o .147 Z i g Bee 无线通信技术及其应用前景 白国亮 (黑龙江工程学院,哈尔滨150050) 摘 要:网络和通信技术的发展,使人们对无线通信的要求越来越高,短程、低速、廉价的无线通信技术正成为关注的焦点。目前一种新的无线通信技术引起了人们的关注,这就是所谓的/Z i gBee 0技术。Z i gBee 这个名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式,蜜蜂通过跳Z i gZag 形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置、距离和方向等信息。有了Z igBee 这种低速率通信技术,其所支持的应用更贴近人们的日常生活。就Z i gBee 技术及其特点、应用前景等方面的问题作一介绍。 关键词:无线通信;Z igBee 技术;前景 中图分类号:TN801 文献标志码:A 文章编号:1008-6714(2009)06-0079-02 收稿日期:2009-03-12 作者简介:白国亮(1971-),男,黑龙江哈尔滨人,电信中心主任,工程师,硕士。 一、Z i gBee 技术 11Z i gBee 技术简介 Z i g B ee 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或无线网络技术,是一 组基于I EEE 批准的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,主要适合于承载数据流量较小的业务,可嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能。其目标市场是工业、家庭以及医学等需要低功耗、低成本无线通信的应用。相对现有的各种无线通信技术,Z i gBee 技术是最低功耗和成本的技术。 21Z i gBee 的特点 (1)低功耗:由于Z i gBee 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Z i gBee 设备非常省电。据估算,Z i g B ee 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,这是其他无线设备望尘莫及的。 (2)成本低:Z i gBee 模块的初始成本在6美元左右,估计很快就能降到1.5美元~2.5美元,并且Z i gBee 协议是免专利费的。低成本对于Zi gBee 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30m s ,休眠激活的时延是15m s ,活动设备信道接入的时延为15m s 。因此Z i g B ee 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。 (4)网络容量大:一个星型结构的Z i gBee 网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备,而且网络组成灵活。 (5)可靠:采取了碰撞避免策略,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC 层采用了完全确认的数据传输模式,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。 (6)安全:Zi gBee 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。 31Zi gBee 网络的形成 一个Zi gBee 网络的形成,必须由FFD 率先担任网络协调器,由协调器进行扫描搜索以发现一个未用的最佳信道来建立网络;再让其他的FFD 或是RF D 加入这个网络,需要注意的是RFD 只能与FFD 连接。事实上,人们可根据装置在网络中的角色和功能,预先对装置编制好程序。如协调器的功能是通过扫描搜索,以发现一个未用的信道来组建一个网络;路由器(一个网络中的M esh 装置)的功能是通过扫描搜索,以发现一个激活的信道并将其连接,然后允许其他装置连接;而末端装置的功能总是试图连接到一个已存在的网络。 41采用Z i g B ee 技术的条件 通常符合下列条件之一的应用,均可考虑采用Zi gBee 技术。装置成本很低,传输的数据量很小;装置体积很小,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;频繁地更换电池或者反复地充电无法做到或者很困难;要求数据传输的可靠性、安全性高;需要较大范围的通信覆盖,网络中的装置非常多,但仅仅用于监测或控制;使用GPS 效果差,或成本太高的局部区域移动目标的定位应用。 二、Z ig B ee 技术应用前景展望 11在传感器网络领域 传感器网络被称作未来十大技术之一,由传感器和 ) 79)
短距离无线通信试题
1.支持Zigbee短距离无线通信技术的是（B） A .IrDA B. Zigbee联盟 C. IEEE802.11b D.IEEE802.11a 2.下面哪个不是Zigbee技术的优点（B） A .近距离 B .高功耗 C .低复杂度 D .低数据速率 3作为ZigBee技术的物理层和媒体接入层的标准协议是（A）。 A IEEE802.15.4协议 B IEEE802.11b C IEEE802.11a D IEEE802.12 4. ZigBee中每个协调点最多可连接（）个节点，一个ZigBee网络最多可容纳（）个节点（D）。 A 255 65533 B 258 65534 C 258 65535 D255 65535 5. ZigBee网络中传输的数据可分为哪几类（D） A周期性的，间歇性的、固定的数据 B 周期性的，间歇性的 C周期性的，发复兴的、反应时间低的数据 D周期性，间歇性，反复性的、反应时间低的数据 6.下列哪项不是FFD通常有的工作状态（D） A.主协调器 B.协调器 C.终端设备 D.从设备 7.下列哪项不是WPAN的特点（B） A有限的功率和灵活的吞吐量B可靠性监测 C网络结构简单D成本低廉 8.下列哪项不属于ZigBee技术的体系结构（A） A应用层 B.网络/安全层 C.媒体接入控制层 D.物理层 9下列哪项不是低速无线个域网的功能（D） A帧结构B鲁棒性C数据传输模式D可靠性 10.Confirm的意思是（D） A请求原语B指示原语C响应原语D确认原语 11下面哪项不是FFD的工作状态（D） A作为一个主协调器B、作为一个协调器C、作为一个终端设备D、作为一个服务器12下列哪项不是PAN网络结构中的帧结构（C） A信标帧B、数据帧C、链路帧D、确认帧 13.下列哪项不属于密钥提供的安全服务（B） A接入控制B、输出控制C、数据加密D、有序刷新 14.下列哪项不是ZigBee工作频率范围（A） A、512~1024 B、868~868.6 C、902~928 D、2400~2483.5 15通常ZigBee的发射功率范围为（C） A、0~15dBm B、10~20dBm C、0~10dBm D、15~20dBm 16. ZigBee，这个名字来源于_______使用的赖以生存和发展的通信方式。（B） A.狼群 B.蜂群 C.鱼群 D.鸟群 17.ZigBee具体如下技术特点：低功耗，低成本,_______，网络容量大，可靠，安全。（A） A.时延短 B.时延长 C.时延不长不短 D.没有时延 18.ZigBee适应的应用场合___________。（D） A.个人健康监护 B.玩具和游戏 C.家庭自动化 D.上述全部 19.下面哪些是ZigBee产品？(D) A.菲利普楼宇无线照明控制 B.韩国Pantech&Curitel 手机 C.日立的压力检测传感器 D.上述都是
Zigbee无线联网解决方案
基于ZigBee网络的无线联网解决方案 【摘要】本测试是针对没有以太网接口的PLC无线联网解决方案。ZigBee模块连接PLC的485端口，通过紫蜂协议收发数据，自动联网，可以点到点或广播模式，最长距离可以达到2km，模 块价格较低，是短距离无线联网的高性价比解决方案。PLC仅仅需要普通的Modbus主从模式通 讯即可，无需其他配置和附件。 关键词：ZigBee，紫蜂协议，超级终端，485通讯，点到点，广播，频段，PLC 1.ZigBee简介（百度百科） ZigBee协议适应无线传感器的低花费、低能量、高容错性等的要求。Zigbee的基础是IEEE 802.15.4。但IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此Zigbee联盟扩展了IEEE，对其网络层协议和API进行了标准化。Zigbee是一种新兴的短距离、低速率的无线网络技术。主要用于近距离无线连接。它 有自己的协议标准，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，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行 相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里；另外整个 Zigbee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。 通常，符合如下条件之一的应用，就可以考虑采用Zigbee技术做无线传输：需要数据采集或监控的网点多；要求传输的数据量不大，而要求设备成本低；要求数据传输可靠性高，安全性高；设备体积很小， 不便放置较大的充电电池或者电源模块；电池供电；地形复杂，监测点多，需要较大的网络覆盖；现有移 动网络的覆盖盲区；使用现存移动网络进行低数据量传输的遥测遥控系统；使用GPS效果差，或成本太高 的局部区域移动目标的定位应用。 ZigBee联网的缺点是信号传输对于空间洁净度要求较高，任何实体在站点之间都会影响到信号的接收，如果阴天下雨等气候变化也会影响信号传输，因此应用ZigBee设备联网时需要注意系统的安装环境。 2. 为什么选择ZigBee联网 ZigBee技术在数据采集及物联网领域已经广泛应用，在OEM客户中，有些应用场合与物联网的应用 是相似的，比如物流行业、仓储、空调、起重等，这些场合通常不方便布设有线网络，用wifi联网会有成 本压力，要么需要PLC有以太网接口，要么需要网管设备，这样的应用场合中ZigBee设备就显示了它的 独特优势。
ZigBee无线通信测试方案
ZigBee无线通信测试方案 相比于之前使用PXI 射频向量信号分析仪来测量设备，使用ZigBee测量套件有助于您更快地测试ZigBee无线通信硬件设备 使用PXI 射频向量信号发生器和分析仪，最新的美国国家仪器公司ZigBee测量套件有助于您测试ZigBee 无线通信和IEEE 802.15.4 协议设备。新的测试套件结合了NI公司的ZigBee 无线通信生成工具包和NI 公司的ZigBee 分析工具包，可以提供900兆赫兹和2.4 千兆赫兹工业上，科学上和医学上（ISM）的带宽。美国国家仪器公司的LabVIEW 软件示例代码包含在测试套件中，以帮助您自动化ZigBee无线通信测试，并可以使用软前面板进行交互式测量。 ZigBee无线通信生成工具包使用PXI 射频向量信号发生器帮助您产生各种高度自定义的IEEE 802.15.4协议信号。该生成工具包使您可以从不同的MAC层设置中选择各种设置选项，包括各种自定义数据帧类型，不同选项的子帧命令，甚至包括自定义加密数据包负载。此外，您还可以使用自定义信号损耗参数进行ZigBee测试，包括正交损耗，可加性高斯白噪声和内存非线性参数。您可以使用多种信号发生器损耗参数和自定义参数选项，执行更全面的接收机测试。 针对使用NI 公司PXI向量信号分析仪进行ZigBee无线通信发射机的测试，ZigBee分析工具包为MAC层和物理层测试均提供了测试工具。对于MAC层的验证，该工具包可以将ZigBee 无线通信传输信号解码为码流——这样将有助于您验证负载和其他MAC层信息。对于物理层测量，ZigBee分析工具包提供了射频测量功能，包括功率谱密度测量，发射功率，误差向量幅度，以及互补累积分布函数。使用这些工具进行物理层测试，无论是为研发中心测试还是工厂生产测试，您都可以对ZigBee发射机性能进行有效的测试和验证。 SeaSolve软件公司是美国国家一起的联盟合作伙伴，有着很深的ZigBee测量套件的集成经验。该公司在验证和生成测试上的专业知识使得他们帮助了大量的公司，包括Ember公司， Radio Pulse公司和 SemIndia公司。“我们与SeaSolve公司的合作关系，为Ember 公司的芯片测试开发了生产测试解决方案，该解决方案在实现最高覆盖率和低成本的同时，还使得我们的客户开始在几天之内开始生产芯片。” Ember公司硬件工程部的主任John Loukota如此谈到。
基于Zigbee无线技术的家用电器自动控制的研究
基于Zigbee无线技术的家用电器自动控制的研究 摘要：随着时代的发展，人们对于日常生活的智能化要求越来越迫切。随着上世纪80年代美国康乃迪克州哈特佛市的第一栋智能建筑稍微的诞生，全世界掀起了智能家居的建设热潮。当今时代可以说是信息时代，当今时代最重要的特点就是信息的数字化、网络化。互联网的飞速发展，互联网骨干网的带宽每半年的发展速度倍增。宽带接入网络的日益普及，信息高速公路的最后一个问题已经得到解决。目前智能家电正在不断普及，大多数智能家电都有自动控制部件，即所有的信息已经数字化，这为家电的网络化打下了技术基础。 关键词：嵌入式ARM；Zigbee；家电控制 1 研究现状和发展趋势 1.1 国外发展状况 在欧洲，数字家庭网络的核心主要是指建设的多媒体家庭平台，它的核心是电视网络，利用机顶盒对卫星广播和有线信号的接收和发送，实现完整的电子商务，银行的交互式操作转让等服务。美国数字家庭网络主要是在运营商带动的情况下提供智能信息服务。英国电信利用家庭网关技术控制数字家庭网络，家庭网关技术可以为用户提供有线，无线上
网，调制解调器，防火墙，家长控制等服务。 1.2 国内发展状况 我们的家庭网络处于起步阶段，随着家庭网络产品和产业的成熟，在国内的发展家庭网络系统显示以下特点：（1）市场潜力。因为房地产是热点，因为其下游产业的一部分，家庭网络市场前景非常乐观。（2）市场竞争的无序阶段。家庭网络行业正处于导入期，没有统一的标准，大多数产品都是相似的。（3）市场是一个需要逐步培育和引导阶段。大规模的价格战，广告战，服务战还没有爆发，比较分散，市场认知和接受，市场占有率不高。与服务供应商争先恐后的产品相比，智能家居产品到用户终端的步伐有点慢。（4）为面向家庭网络市场的巨大需求，市场区域存在不均衡的状态。 1.3 智能家庭的问题与发展趋势 智能家居的发展面临着以下四个主要方面的问题：（1）产品成本：目前的高价位的智能家居市场。（2）系统功能。复杂的操作系统，产品性能缺乏稳定性和可靠性。（3）标准协议：设备厂商的接口标准和协议有很大的不同，使他们生产的家庭设备不能与智能家居系统兼容更好。（4）售后服务：中国的智能家居厂家配套还不成熟，未能形成售后服务匹配系统，当出现问题时，该产品销售和维修是不能够满足用户的需要。 未来的智能家居管理终端将基于嵌入式Linux，Android
基于ZigBee的无线通信技术及其应用
基于ZigBee的无线通信技术及其应用 【摘要】随着现在生活尤其是互联网科技的飞速发展，人们已经不仅仅局限于面对面的沟通以及商业贸易了。本文就简单的介绍了一下关于ZigBee的基本概念以及基于ZigBee的无线通信技术的发展和具体的应用。 【关键词】ZigBee技术基本概念通信技术发展与应用 一、前言 ZigBee无线通信技术采用的波段是214GHz，另外，它运用的技术还不止一种，主要包括调频技术以及扩频技术等两种主要的技术。而且，ZigBee无线通信技术的不仅仅是距离近，还可以保证操作的质量，更重要的是比较简单易上手，适合各种设备的安装。这是因为ZigBee无线通信技术在适用自动化控制领域的同时，还能够用于远程的控制。现在的市场竞争越来越激烈，人们面临的压力也越来越大，在疲惫的时候很多人都更倾向于网络通信技术。不管是平时的交流也好，还是选择在网上贸易购物也罢，通信技术的发展都给了人们无限的空间。而基于ZigBee的无线通信技术更是提供了更大的便利。 二、ZigBee无线通信技术的简要介绍以及它的特点
1.1 ZigBee的概念 所谓的ZigBee无线通信技术指的就是人们根据蜜蜂（bee）之间相互联系的方式方法而衍生出的在互联网通信中运用的一种网络技术。和传统的网络通信技术比，基于ZigBee无线的通信技术更为便利。在保证通信技术的同时，还可以降低耗能，可谓是一举两得。除此之外，ZigBee无线通信技术的应用十分广泛。特别是在工控方面，它被认为是最有可能的一种通信技术。 1.2 ZigBee所具有的特点 ZigBee是一种最新发明的无线通信技术，它拥有其他技术无法比拟的优点，不仅实现了近距离的操作，而且所耗费的能源也是相当低的。当然，和蓝牙等无线通信技术相比，基于ZigBee的无线通信技术的成本更低，虽然处理数据的速率相对较低，但是，不得不承认的是，ZigBee无线通信技术更为便利，是很多人的优先选择。ZigBee具体的特点如下： 1、ZigBee的能源消耗相比于其他的无线通信技术比较低。一般来说，ZigBee的进行传输处理时所需要的功率仅仅是1mW，当然，这里的功率指的是在ZigBee在运行过程中所需要的具体的功率。所以说，如果ZigBee处于休眠状态的话会更低。简单地讲，配置ZigBee的设备只需要两节的5号电池就可以满足日常的工作大概进行至少六个月的运转。 2、ZigBee的研发以及使用的成本比较低。通常情况来
Zigbee无线通信技术
Zigbee无线通信技术 Zigbee在中国被译为"紫蜂",是一种基于IEEE802.15.4协议的最近发展起来的一种短距离无线通信技术，功耗低，被业界认为是最有可能应用在工控场合的无线方式。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。 Zigbee起源 2002年10月 ZigBee Alliance成立。 2004年11月 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。 2005年06月 zigbee V1.0正式发布。 2006年11月推出ZigBee 2006,比较完善。 2007年底 ZigBee PRO推出。 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。 ZigBee 的技术特点 ZigBee是一种无线连接,可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz（欧洲流行)和915 MHz（美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输
Zigbee无线通信模块1
Zigbee：全新无线网络数据通信技术 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的由来： 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通信的需求越来越强烈。正因此，经过人们长期努力，Zigbee协议在2003年中通过后，于2004正式问世了。 Zigbee是什么： 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，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里；另外整个Zigbee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。例如，你可以通过互联网在北京监控云南某地的一个Zigbee控制网络。 不同的是，Zigbee网络主要是为自动化控制数据传输而建立，而移动通信网主要是为语音通信而建立；每个移动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与监控对对象，例如传感器连接直接进行数据采集和监控，它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。 每个Zigbee网络节点（FFD和RFD）可以可支持多到31个的传感器和受控设备，每一个传感器和受控设备终可以有8种不同的接口方式。可以采集和传输数字量和模拟量。 Zigbee技术的应用领域： Zigbee技术的目标就是针对工业，家庭自动化，遥测遥控，汽车自动化、农业自动化和医疗护理等，例如灯光自动化控制，传感器的无线数据采集和监控，油田，电力，矿山和物流管理等应用领域。另外它还可以对局部区域内移动目标例如城市中的车辆进行定位。（成都西谷曙光数字技术公司的专利技术）。 通常，符合如下条件之一的应用，就可以考虑采用Zigbee技术做无线传输： 1．需要数据采集或监控的网点多；
ZigBee短距离无线通信技术
ZigBee短距离无线通信技术 1．ZigBee技术概述ZigBee技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术，其物理层和数据链路层协议为IEEE802.15.4协议标准，网络层和安全层由ZigBee联盟制定，应用层的开发应用根据用户的应用需要，对其进行开发利用，因此该技术能够为用户提供机动、灵活的组网方式。根据IEEE802.15.4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据不同，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（indus-trial，scientific and medical，ISM）频段，该频段为免付费、免申请的无线电频段，在该频段上，数据传输速率为250Kb／s；另外两个频段为915／868MHz，其相应的信道个数分别为10个和1个，传输速率分别为40Kb／s和ZOKb／s，868MHz和915MHz无线电使用直接序列扩频技术和二进制相移键控（BPSK）调制技术。2.4GHz无线电使用DSSS和偏移正交相移键控（O－QPSK）。在组网性能上，ZigBee可以构造为星形网络或者点对点对等网络，在每一个ZigBee组成的无线网络中，连接地址码分为16b短地址或者64b长地址，可容纳的最大设各个数分别为216和264个，具有较大的网络容量。在无线通信技术上，采用CSMA－CA方式，有效地避免了无线电载波之间的冲突，此外，为保证传输数据的可靠性，建立了完整的应答通信协议。ZigBee设备为低功耗设各，其发射输出为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，设各可以自动调整设各的发射功率，在保证通信链路质量的条件下，最小地消耗设各能量。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。2． ZigBee技术特点 ZigBee技术则致力于提供一种廉价的固定、便携或者移动设各使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线通信技术。这种无线通信技术具有如下特点：（1）数据传输速率低只有10～250Kb／s，专注于低传输速率应用。无线传感器网络不传输语音、视频之类的大数据量的采集数据，仅仅传输一些采集到的温度、湿度之类的简单数据。（2）功耗低工作模式情况下，ZigBee技术传输速率低，传输数据量很小，因此信号的收发时间很短，其次在非工作模式时，ZigBee节点处于休眠模式，耗电量仅仅只有1μW。设各搜索时延一般为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接人时延为15ms。由于工作时间较短、收发信息功耗较低且采用了休眠模式，使得ZigBee设各非常省电，ZigBee 节点的电池工作时间可以长达6个月到2年左右。同时，由于电池时间取决于很多因素，例如电池种类、容量和应用场合，ZigBee技术在协议上对电池使用也作了优化。对于典型应用，碱性电池可以使用数年，对于某些工作时间和总时间（工作时间＋休眠时间）之比小于t％的情况，电池的寿命甚至可以超过1年。（3）数据传输可靠ZigBee的介质链路层（以MAC层）采用CSMA－CA碰撞避免机制。在这种完全确认的数据传输机制下，当有数据传送需求时则立刻传送，发送的每个数据包都必须等待接收方的确认信息，并进行确认信息回复，若没有得到确认信息的回复就表示发生了碰撞，将再传一次，采用这种方法可以提高系统信息传输的可靠性。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竟争和冲突。同时ZigBee针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和休眠状态激活的时延都非常短。（4）网络容量大ZigBee的低速率、低功耗和短距离传输的特点使它非常适宜支持简单器件。ZigBee定义了两种器件：全功能器件（FFD）和简化功能器件（RFD）。网络协调器（coordinator）是一种全功能器件，而网络节点通常为简化功能器件。如果通过网络协调器组建无线传感器网络，整个网络最多可以支持超过65000个ZigBee网络节点，再加上各个网络协调器可互相连接，整个ZigBee网络节点的数目将十分可观。（5）自动动态组网、自主路由无线传感器网络是动态变化的，无论是节点的能量耗尽，或者节点
ZigBee短距离无线通信技术概述
ZigBee短距离无线通信技术概述 1．ZigBee技术概述ZigBee技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术，其物理层和数据链路层协议为IEEE 802.15.4协议标准，网络层和安全层由ZigBee 联盟制定，应用层的开发应用根据用户的应用需要，对其进行开发利用，因此该技术能够为用户提供机动、灵活的组网方式。 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据不同，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（indus- trial，scienTIfic and medical，ISM）频段，该频段为免付费、免申请的无线电频段，在该频段上，数据传输速率为250Kb／s；另外两个频段为915／868MHz，其相应的信道个数分别为10个和1个，传输速率分别为40Kb／s和ZOKb／s，868MHz和915MHz无线电使用直接序列扩频技术和二进制相移键控（BPSK）调制技术。2.4GHz无线电使用DSSS和偏移正交相移键控（O－QPSK）。 在组网性能上，ZigBee可以构造为星形网络或者点对点对等网络，在每一个ZigBee组成的无线网络中，连接地址码分为16b短地址或者64b长地址，可容纳的最大设各个数分别为216和264个，具有较大的网络容量。 在无线通信技术上，采用CSMA－CA方式，有效地避免了无线电载波之间的冲突，此外，为保证传输数据的可靠性，建立了完整的应答通信协议。 ZigBee设备为低功耗设各，其发射输出为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，设各可以自动调整设各的发射功率，在保证通信链路质量的条件下，最小地消耗设各能量。 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。 2．ZigBee技术特点ZigBee技术则致力于提供一种廉价的固定、便携或者移动设各使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线通信技术。这种无线通信技术具有如下特点：