Zigbee低功耗传感器产品功能定义
传感器与无线传感网络ZigBee介绍
无线传感网络的概念和特点
无线传感网络（WSN）是一种由大量传感器节点 组成的网络，用于监测和控制物理或环境参数。
传感器节点具有低功耗、低成本、体积小等特点， 可以大量部署在监测区域。
无线传感网络采用无线通信技术，如ZigBee、蓝 牙、Wi-Fi等，实现传感器节点之间的数据传输。
无线传感网络具有自组织、自愈、分布式等特点， 可以适应各种复杂的环境。
和控制各种物理量
分类：根据测量原理和 功能，可分为温度传感 器、压力传感器、流量 传感器、加速度传感器
等
ZigBee：一种低功耗、 低成本、低速率的无 线通信技术，适用于 无线传感网络
应用领域：广泛应用 于工业自动化、智能 家居、医疗设备、环
境监测等领域
特点：低功耗、自组 织、自愈、安全性高、
网络容量大等
传感器与无线传感网络 ZigBee介绍
演讲人
传感器与无线传 感网络概述
ZigBee技术的应 用领域
ZigBee技术原理
ZigBee技术的发 展趋势
传感器与无线传感网络概述
传感器的定义和分类
传感器：能够检测和 测量物理量、化学量、 生物量等信号的装置
无线传感网络：由大 量传感器节点组成的 网络，用于实时监测
04
智能化：ZigBee技术不断融入人工智能技术，实现设备的智能化控制
市场前景与挑战
市场前景：随着物联 网技术的发展， ZigBee技术在智能 家居、智能医疗、智 能交通等领域具有广 泛的应用前景。
技术挑战：ZigBee 技术需要不断升级以 满足日益增长的数据 传输速度和安全性要 求。
竞争挑战：ZigBee 技术面临其他无线通 信技术的竞争，如 Wi-Fi、蓝牙等。
智能家居zigbee技术与产品介绍
ZigBee技术产品十三大特性
• 9：采用安全性更强128位加密技术（AES， 比银行卡的DES加密安全十倍），目前在全 球还没有攻破的先例，相比传统的智能家居 降低了安全隐患。
智能家居系列产品
• 场景界面 - 主面板
当您要在家中看电影时，您要：开启电视 或投影仪、放下幕布、打开音响、调暗灯 光、拉上窗帘……这是“影院”场景。
当您要睡觉休息的时候，您要：关闭窗户、 光比灯光、打开安防设备、将空调调节成 睡眠模式、夜晚起来方便的时候，走道灯 光会自动亮起……这是“睡眠”场景。
• 无线技术
WIFI
一种短程无线传输技术，能够在数百米范围内 支持互联网接入的无线电信号。它的最大特点就是 方便人们随时随地接入互联网。但对于智能家居应 用来说缺点却很明显，功耗高、组网专业性强。高 功耗对于随时随地部署低功耗传感器是非常致命的 缺陷。另一个致命缺陷是安全性，随意买一张蹭网 卡就可以轻松破解wifi的账号和密码，这对于居家 安全是不利的。虽然wifi非常普及，但在智能家居 的应用中只是起到辅助补充的作用。
结论：智能家居产品的用户是万千普罗大众，也只有他们 才能给产业带来无穷的利润。如果不考虑普通用户的需求， 产品安装复杂，又存在着技术方面的先天缺陷，必然不为用 户所接受。无法快速打开市场，损失绝大部分的利润。
ZigBee与其他同类技术的比较
• 对比总结
使用感官对比：
物联传感ZigBee产品：ZigBee具有双向通信功能，家里灯 光电器的状态实时可见。响应速度超快，一个网关同时操作 2500个设备，全部开启时间不过1.2秒。
ZigBee协议
ZigBee协议协议名称：ZigBee协议一、引言ZigBee协议是一种低功耗、低速率的无线通信协议，旨在为物联网设备提供可靠、安全的无线通信能力。
本协议旨在规范ZigBee网络的组网方式、通信协议、安全机制等内容，以确保设备之间的互操作性和数据传输的可靠性。
二、范围本协议适用于基于ZigBee技术的物联网设备，包括但不限于传感器、执行器、智能家居设备等。
三、术语定义1. ZigBee：一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信技术，用于低功耗、低速率的短距离通信。
2. ZigBee设备：采用ZigBee技术的物联网设备，包括终端设备和协调器设备。
3. 终端设备：指无线传感器节点或执行器节点，可以通过协调器设备进行通信。
4. 协调器设备：指ZigBee网络中的主节点，负责网络的管理和协调。
四、ZigBee网络组网方式1. 网络拓扑结构：ZigBee网络采用星型、树型或网状拓扑结构，由一个协调器设备和若干终端设备组成。
2. 网络组网方式：ZigBee网络可以通过协调器设备进行主动组网，也可以通过设备之间的自组织方式进行动态组网。
3. 网络扩展性：ZigBee网络支持网络的扩展，可以通过添加更多的终端设备或协调器设备来扩大网络规模。
五、ZigBee通信协议1. ZigBee帧格式：ZigBee通信采用帧格式进行数据传输，包括帧起始符、帧控制字段、目标地址字段、源地址字段、帧有效载荷和帧校验字段等。
2. 数据传输方式：ZigBee通信支持广播传输、单播传输和多播传输三种方式，根据实际应用需求选择合适的传输方式。
3. 数据传输速率：ZigBee通信的数据传输速率根据设备所采用的射频通信频段和通信距离进行调整，一般在10-250 kbps之间。
4. 网络协议栈：ZigBee通信采用分层的网络协议栈，包括物理层、介质访问控制层、网络层和应用层，以实现数据的可靠传输和网络的管理。
六、ZigBee安全机制1. 密钥管理：ZigBee网络使用密钥管理机制来确保通信的安全性，包括密钥生成、密钥分发和密钥更新等操作。
Zigbee无线传感器应用功耗简介
Zigbee无线传感网络主要由以下三种功能模块组成：1、协调器（类似网关），2、路由（又称中继）节点，3、终端节点。
Zigbee网络耗电情况究竟如何，笔者根据近几年来Zigbee快速发展，结合自身实际工作经验对各功能模块耗电情况简单分别作些介绍，如有不足之处敬请来信指正。
第一部分、协调器耗电。
在整个Zigbee网络中，协调器作为网络的神经中枢，不能休眠，一旦协调器休眠网络中各节点便会出现群龙无首的局面，当网络点各节点找不到网络领导，通讯会全乱，不知将通讯数据发给谁。
因此不管是哪家Zigbee芯片厂商其提供的协调器不能休眼，协调器会一直处于耗电工作状态。
协调器实际耗电取决于各IC厂家提供的IC性能。
第二部分、路由器耗电。
Zigbee网络中，路由器起中继作用，如路由器休眠，则终端节点便无法通过中继与协调器通讯。
因此，路由器不能休眠，会一直处于耗电工作状态，路由器实际耗电取决于各IC厂提供的IC性能。
第三部分、终端节点耗电。
终端节点实物如图-1所示（各方案厂商会有不同方案），图-1所示是理想状态的Zigbee通讯，图-1即Zigbee除SOC系统外，没有其他外围电路消耗，是比较省电的，此种状态Zigbee终端节点，如CC2530，采用1000mAH电池工作，设定1秒休眠一次，1分钟向外发送一次数据包的工作频率，按本人实测过的数据，1000mAH电池CC2530约可以工作180天左右。
同前述容量电池，如设定1秒休眠一次，1小时向外发送一次数据包的工作频率，理论工作时间会相应延长。
因本人没有实测过那么长的时间，在此不便下结论！实际应用理论测算终归没有实测的准。
图-2所示是Zigbee相对耗电工作状态，图-2此时给Zigbee供电的电池（或市电转换，通常不太计较功耗）除要负担Zigbee芯片工作外还要负担Zigbee 芯片外围电路的供电（如LED灯、DC-DC芯片电压转换等），此时再用理想状态下的Zigbee工作耗电来强调Zigbee省电有些牵强，同前述相同条件1图-2所示Zigbee终端节点通常可以工作12天左右（实际情况要视外围电路难易/复杂度而定，本文仅指具名Zigbee模块和测试条件）。
zigbee模块
Zigbee模块简介Zigbee是一种低功耗、低数据速率的无线通信技术，特别适用于物联网应用。
Zigbee模块是一种用于构建Zigbee网络的硬件设备，它集成了Zigbee通信协议栈，并提供了一系列接口以便与其他设备进行通信。
功能特点Zigbee模块具有以下功能特点：•低功耗：Zigbee模块采用了睡眠模式和功耗管理策略，大大降低了能耗，适合长时间运行的低功耗应用。
•低数据速率：Zigbee模块的数据传输速率较低，适合传输小规模数据，如传感器数据等。
•大规模扩展性：Zigbee模块支持大规模的节点扩展，可以构建包含数百个设备的网络。
•自组网能力：Zigbee模块支持自组网功能，可以通过自动路由选择算法自动组建网络，简化了网络配置和维护的工作。
•多种通信模式：Zigbee模块支持多种通信模式，包括点对点通信、广播通信和多播通信，能满足不同应用场景的通信需求。
•安全性：Zigbee模块提供了一系列安全机制，包括加密、认证和防护措施，保证了数据的安全性和可靠性。
应用场景Zigbee模块广泛应用于物联网领域的各种应用场景：1.家庭自动化：Zigbee模块可以用于家庭自动化系统，通过与各种智能设备（如智能灯泡、智能窗帘等）连接，实现远程控制和智能化管理。
2.智能农业：Zigbee模块可以用于农业领域，连接农业传感器和控制设备，实现对农作物的监测和自动化管理。
3.智能城市：Zigbee模块可以用于构建智能城市的基础设施，如智能路灯、智能停车系统等，提升城市管理和生活质量。
4.工业自动化：Zigbee模块可以用于工业自动化领域，通过与工业传感器和执行器连接，实现对工业生产过程的监控和控制。
5.物流追踪：Zigbee模块可以用于物流追踪系统，连接各种传感器和标签，实现对货物的实时监测和追踪。
Zigbee模块的使用步骤使用Zigbee模块进行开发和应用，一般需要以下步骤：1.选型：选择适合自己应用的Zigbee模块，考虑通信距离、功耗、数据速率等因素。
ZigBee无线传感器网络节点的低功耗分析
ZigBee无线传感器网络节点的低功耗分析ZigBee无线传感器网络是一种低功耗、低速率、短距离的无线通信技术，可以应用于广泛的物联网场景中。
ZigBee无线传感器网络节点的低功耗分析是保证其稳定运行和延长电池寿命的重要一环。
本文将从硬件、软件和协议等方面分别进行分析。
一、硬件方面1. 选择低功耗处理器和低功耗外设：ZigBee节点的处理器和外设的功耗对整个系统功耗起着决定性的影响。
因此，在设计上应该选择低功耗的处理器和外设，例如ARM Cortex-M系列的处理器和低功耗无线模块。
2. 合理设计电源电路：电源电路是ZigBee节点最基本也是最重要的部分，因为它直接决定了节点的电能供给和电池寿命。
合理设计电源电路的关键在于最大化节能的能力，例如采用降压稳压方式，使用降压芯片的功耗远低于线性稳压方式，且更加高效。
3. 防止电路漏电：电路漏电是一种非常浪费电量的现象，对于无线传感器节点运行时间造成了不良影响。
对此，设计笔者建议在电路制作过程中要注意电路的接线是否正确，紧固松动或短路等都会导致电路漏电。
二、软件方面1. 优化程序设计：优化程序设计是ZigBee节点实现低功耗的重要方法。
通过优化程序，可以让ZigBee节点的功耗在耗能最低的情况下满足节点的功能需求。
例如，采用睡眠模式，缩短轮询时间等方式，达到低功耗的目的。
2. 采用合理的省电算法：省电算法是指利用处理器降频、关闭未使用的外设等技术手段，让处理器在满足功能需求的同时降低功耗。
目前，ZigBee节点的省电算法主要包括不同的睡眠模式和断电模式，可以通过在设计过程中选择适合的省电算法和优化省电策略来提高节点的能效。
三、协议方面1. 优化网络拓扑结构：在ZigBee网络的设计中，优化网络拓扑结构的重要性不言而喻，因为网络拓扑结构直接影响通信的质量和节点的功耗。
设计可选择较为简化的星型拓扑，避免复杂的网状拓扑。
2. 数据包内容精简：去除一些无用的信息字段，仅仅保留关键的信息字段，可以让节点相应的数据包更小，进而减少传输过程中因丢包导致重发的次数，从而进一步降低节点的功耗。
知易科技-Zigbee低功耗传感器产品功能定义
知易科技-Zigbee低功耗传感器产品功能定义知易科技-Zigbee 低功耗传感器产品功能定义一、Zigbee无线按键（On/Off Switch）1，组网长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED 指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态3，心跳功能默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）4，网络状态维护当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始当有按键动作时（单击，双击，长按）会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网5，模块功能按键单击发送toggle 指令，按键双击发送on 指令，长按发送off 指令二、Zigbee温湿度传感器（Temperature Sensor）1，组网长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED 指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态3，心跳功能默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）4，网络状态维护当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始当有温湿度变化上报时会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网5，模块功能模块默认10s检测一次温湿度传感器值，当检测到温度变化超过0.5℃，模块会上报温湿度数据到网关三、Zigbee门磁传感器（IAS Zone / Contact Switch）1，组网长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
zigbee芯片
zigbee芯片Zigbee芯片是一种无线通信技术的芯片，它采用低功耗、低数据速率和低成本的方式来实现对传感器设备和控制设备的无线连接。
Zigbee芯片使用了IEEE 802.15.4标准，它可以在工业、农业、医疗和家庭环境等多种场景下应用。
Zigbee芯片的核心特点是低功耗。
由于它主要用于传感器设备和控制设备，这些设备通常需要长时间工作，并且往往采用电池供电。
因此，低功耗是Zigbee芯片的一个重要特点。
与其他无线通信技术相比，Zigbee芯片的功耗可以更好地满足这些设备的长时间工作需求。
另一个重要的特点是低数据速率。
Zigbee通信主要用于传感器设备的数据传输和控制设备之间的通信。
这些设备通常需要低数据速率，因为它们一般只需要传输一些简单的控制信号或者少量的传感数据。
因此，Zigbee芯片的低数据速率和低功耗的特点可以更好地满足这些设备的需求。
除了低功耗和低数据速率外，Zigbee芯片还具有成本低廉的特点。
对于广泛应用的无线通信技术来说，降低成本是一个重要的目标。
Zigbee芯片的成本相对较低，这使得它可以被广泛应用于各种领域，例如家庭自动化、工业自动化和智能农业等。
此外，Zigbee芯片还具有网络拓扑灵活、安全性高等优点。
Zigbee通信可以支持多种网络拓扑，例如星型、网状和树型等，这使得Zigbee可以适用于不同类型和规模的无线传感网络。
另外，Zigbee通信还使用了多种安全机制来保护数据的安全性，例如加密、身份验证和访问控制等。
总的来说，Zigbee芯片是一种理想的无线通信解决方案，它具有低功耗、低数据速率、低成本、灵活的拓扑和高安全性等优点。
它适用于各种需要长时间工作、低数据速率和可靠连接的设备。
随着物联网的不断发展，Zigbee芯片将在各个领域得到广泛应用，并推动物联网技术的进一步发展。
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Zigbee 低功耗传感器产品功能定义
一、Zigbee无线按键（On/Off Switch）
1，组网
长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置
若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态
3，心跳功能
默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）4，网络状态维护
当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始
当有按键动作时（单击，双击，长按）会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网5，模块功能
按键单击发送toggle 指令，按键双击发送on 指令，长按发送off 指令
二、Zigbee温湿度传感器（Temperature Sensor）
1，组网
长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置
若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态
3，心跳功能
默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）4，网络状态维护
当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始
当有温湿度变化上报时会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网
5，模块功能
模块默认10s检测一次温湿度传感器值，当检测到温度变化超过0.5℃，模块会上报温湿度数据到网关
三、Zigbee门磁传感器（IAS Zone / Contact Switch）
1，组网
长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置
若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态
3，心跳功能
默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）
4，网络状态维护
当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始
门磁状态发生改变时会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网
5，模块功能
开门或者关门都会触发模块上报当前状态到网关
模块离线再入网时会上报当前状态给网关
四、Zigbee人体检测PIR传感器（IAS Zone / Motion sensor）
1，组网
长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置
若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态
3，心跳功能
默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）4，网络状态维护
当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始
当检测到有人经过时会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网
5，模块功能
当检测到有人经过时模块会上报当前状态到网关，检测到有人经过时会维持1分钟，1分钟后如果没检测到有人运动会上报无人状态到网关
模块离线再入网时会上报当前状态给网关
五、Zigbee水浸传感器（IAS Zone / Water sensor）
1，组网
长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置
若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态
3，心跳功能
默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）4，网络状态维护
当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始
漏水状态发生改变时会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网
5，模块功能
漏水状态发生改变时模块上报当前状态到网关
模块离线再入网时会上报当前状态给网关。