Zigbee通信基础(一)

Zigbee 无线通信

胡泽滨

一.通信原理

发射出射频信号

Zigbee 发送数据时,必须要高频的载波和信号合成再发送,提高发送效率.

二.频段选择

1.概念理解

Zigbee 定义了3个频段: 2.4GHz 频段, 868MHz 频段, 915MHz 频段.这里以2.4G 频段为例,说明载波与信道的联系.

2.4GHz 频段上定义了16个信道，信道间隔为5MHz.高频载波

信道 2405M 11号信道

2410M 12号信道

2415M 13号信道

… …

2480M 26号信道注:收,发模块必须处在同一个信道才能通信.

Zigbee协议栈原理基础

1Zigbee协议栈相关概念 1.1近距离通信技术比较：近距离无线通信技术有wifi、蓝牙、红外、zigbee，在无线传感网络中需求的网络通信恰是近距离需求的，故，四者均可用做无线传感网络的通信技术。而，其中（1）红外（infrared）：能够包含的信息过少；频率低波衍射性不好只能视距通信；要求位置固定；点对点传输无法组网。（2）蓝牙（bluetooth）：可移动，手机支持；通信距离10m；芯片价格贵；高功耗（3）wifi：高带宽；覆盖半径100m；高功耗；不能自组网；（4）zigbee:价格便宜；低功耗；自组网规模大。?????WSN中zigbee通信技术是最佳方案，但它连接公网需要有专门的网关转换→进一步学习stm32。 1.2协议栈协议栈是网络中各层协议的总和，其形象的反映了一个网络中文件传输的过程：由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。 1.2.1Zigbee协议规范与zigbee协议栈 Zigbee各层协议中物理层（phy）、介质控制层（mac）规范由IEEE802.15.4规定，网络层（NWK）、应用层（apl）规范由zigbee联盟推出。Zigbee联盟推出的整套zigbee规范：2005年第一版ZigBeeSpecificationV1.0，zigbee2006，zigbee2007、zigbeepro zigbee协议栈：很多公司都有自主研发的协议栈，如TI公司的：RemoTI，Z-Stack，SimpliciTI、freakz、msstatePAN 等。 1.2.2z-stack协议栈与zigbee协议栈 z-stack协议栈与zigbee协议栈的关系：z-stack是zigbee协议栈的一种具体实现，或者说是TI公司读懂了zigbee 协议栈，自己用C语言编写了一个软件—---z-stack，是由全球几千名工程师共同开发的。ZStack-CC2530-2.3.1-1.4.0软件可与TI的SmartRF05平台协同工作，该平台包括MSP430超低功耗微控制器(MCU)、CC2520RF收发器以及CC2591距离扩展器，通信连接距离可达数公里。 Z-Stack中的很多关键的代码是以库文件的形式给出来，也就是我们只能用它们，而看不到它们的具体的实现。其中核心部分的代码都是编译好的，以库文件的形式给出的，比如安全模块，路由模块，和Mesh自组网模块。与z-stack 相比msstatePAN、freakz协议栈都是全部真正的开源的，它们的所有源代码我们都可以看到。但是由于它们没有大的商业公司的支持，开发升级方面，性能方面和z-stack相比差距很大，并没有实现商业应用，只是作为学术研究而已。还可以配备TI的一个标准兼容或专有的网络协议栈（RemoTI，Z-Stack，或SimpliciTI）来简化开发,当网络节点要求不多在30个以内，通信距离500m-1000m时用simpliciti。 1.2.3IEEE802.15.4标准概述 IEEE802.15.4是一个低速率无线个人局域网(LowRateWirelessPersonalAreaNetworks，LR-WPAN)标准。定义了物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)。 LR-WPAN网络具有如下特点： ◆实现250kb/s，40kb/s，20kb/s三种传输速率。 ◆支持星型或者点对点两种网络拓扑结构。 ◆具有16位短地址或者64位扩展地址。 ◆支持冲突避免载波多路侦听技术(carriersensemultipleaccesswithcollisionavoidance，CSMA/CA)。（mac层） ◆用于可靠传输的全应答协议。(RTS-CTS) ◆低功耗。 ◆能量检测(EnergyDetection，ED)。 ◆链路质量指示(LinkQualityIndication，LQI)。 ◆在2.45GHz频带内定义了16个通道；在915MHz频带内定义了10个通道；在868MHz频带内定义了1个通道。为了使供应商能够提供最低可能功耗的设备，IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，电气及电子工程师学会)定义了两种不同类型的设备：一种是完整功能设备(full．functionaldevice，FFD)，另一种是简化功能设备

ZigBee通信技术及其在电力系统中的应用

ZigBee简述 ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。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。

ZigBee起源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。

ZigBee所基于的协议IEEE802.15.4规范是一种经济、高效、低数据速率（<250kbps）、工作在2.4GHz和 868/928MHz的无线技术，用于个人区域网和对等网络。它是ZigBee协议的基础。ZigBee是一种新兴的近距、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。

ZigBee名称的由来?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

基于ZigBee技术的智能家居系统

一、智能家居的背景从宏观上来讲，事物的每个发展阶段都是当时从业人员认识水平、技术水平、市场认知、原材料成本等几个原因共同作用的结果。每个阶段都会局限于当时的技术水平、市场接受程度等，都会有其无法突破的瓶颈和困难。即便智能家居系统在中国已发展20多年，且经过这么多年的发展，产品、技术已日趋成熟、稳定，但每项技术并不一定都完美无瑕。只要产品或技术处于高速发展中，它必然需要不断地去解决一些技术上或者产品上的问题。智能家居产品未来会还向节能环保，舒适度方面发展。比如冬暖夏凉型建筑，不用空调，由建筑自身的功能去调节温度。而智能家居必须结合这些建筑上的功能去发展，从这个方面来说，必然会推动智能家居的适应性发展。对与现阶段的智能家居来说，没有专用的对讲或智能家居数字处理芯片，无论是技术层面还是集成层面，都只是有所关联。如果能够很好的解决，未来数字对讲将会取得更好的应用。而随着中国城镇化趋势的加剧，大型小区会越来越多，人们对安保的重视程度也会日益加强，将来小区的多个安防子系统在技术上必然会走向综合化、集成化。除此之外，厂家需理性地为各类应用设计解决方案，校正一些过往的虚假概念。只有设计实用性强，性价比高，能适应拓展未来新技术的系统，才能更好地为用户服务。除此之外，各家产品的兼容性也是一个急需解决的问题。目前各厂家的产品均采用自家的协议，无法很好地做到兼容，而不同品牌的可视对讲和智能家居系统如何互连互通也将是今后需突破的难点二、智能家居系统旨在实现的以下主要功能： (1)可以控制和相应的状态查询，如查询室内和室外的温度，可用于家用电器，如灯一键全开，一键全关，更方便。 (2)在光线方面我们可以依照家庭装修环境背景或者用户的其他层次的要对

ZigBee的工作原理

ZigBee 的工作原理_ZigBee 组网技术ZigBee 是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。ZigBee 数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。Zigbee 技术特点主要有低功耗、低成本、时延短、网络容量大、工作频段灵活、低速率、安全的数据传输等。其中低功耗是Zigbee 技术最重要的特点。由于Zigbee 的传输速率相对较低发射功率较小，使得Zig bee 设备很省电，这是Zigbee 技术能够广泛应用的基石。 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。 ZigBee 组网概述组建一个完整的zigbee 网状网络包括两个步骤：网络初始化、节点加入网络。其中节点加入网络又包括两个步骤：通过与协调器连接入网和通过已有父节点入网。 ZigBee 网络初始化预备 Zigbee 网络的建立是由网络协调器发起的，任何一个zigbee 节点要组建一个网络必须要满足以下两点要求：（1）节点是FFD节点，具备zigbee 协调器的能力; （2）节点还没有与其他网络连接，当节点已经与其他网络连接时，此节点只能作为该网络的子节点，因为一个zigbee 网络中有且只有一个网络协调器。 FFD：Full Func TIon Device 全功能节点 RFD：Reduced Func TI onDevice 半功能节点

ZIGBEE无线定位技术

ZIGBEE无线定位技术大多数无线传感器网络都要求具备一种确定网络节点位置的方法。因此在设备安装期间，需要弄清楚哪些节点相互之间直接进行数据交换，或者确定哪些节点直接与中央数据采集点进行数据交换。当通过基于软件的计算方法来确定网络节点位置时，就需要考虑到市场化解决方案(market solution)。这些具体的计算方法是：节点首先读取计算节点位置的参数，然后将相关信息传送到中央数据采集点，对节点位置进行计算，最后，再将节点位置的相关参数传回至该节点。这就是典型的数据密集型计算，并且需要配置一台PC 或高性能的MCU。这种计算节点位置的方法之所以只适用于小型的网络和有限的节点数量，是因为进行相关计算所需的流量将随着节点数量的增加而呈指数级速度增加。因此，高流量负载加上带宽的不足限制了这种方法在电池供电网络中的应用。针对上述问题，CC2431 采用了一种分布式定位计算方法。这种计算方法根据从距离最近的参考节点(其位置是已知的)接收到的信息，对节点进行本地计算，确定相关节点的位置。因此，网络流量的多少将由待测节点范围中节点的数量决定。另外，由于网络流量会随着待测节点数量的增加而成比例递增，因此，C C2431 还允许同一网络中存在大量的待测节点。本文所提供的结果是根据对ZigBee 网络的测量得出的，然

而，这些测量结果同样适用于基于IEEE 802.15.4协议构建的更简单的网络。定位引擎技术定位引擎根据无线网络中临近射频的接收信号强度指示(R SSI)，计算所需定位的位置。在不同的环境中，两个射频之间的RSSI 信号会发生明显的变化。例如，当两个射频之间有一位行人时，接收信号将会降低30dBm。为了补偿这种差异，以及出于对定位结果精确性的考虑，定位引擎将根据来自多达16 个射频的RSSI 值，进行相关的定位计算。其依据的理论是：当采用大量的节点后，RSSI 的变化最终将达到平均值。在RF 网络中，具有已知位置的定位引擎射频称为参考节点，而需要计算定位位置的节点称为待测节点。要求在参考节点和待测节点之间传输的唯一信息就是参考节点的X 和Y 坐标。定位引擎根据接收到的X 和Y 坐标，并结合根据参考节点的数据测量得出的RSSI 值，计算定位位置。将定位技术纳入网络协议一些采用定位引擎的应用可能要求放置若干个参考节点，以作为基础设施设置不可或缺的一部分。ZigBee 技术能够实现对家庭、办公以及工业等应用的无线控制。随着ZigBee 设备在楼宇基础设施中的安装数量不断增多，ZigBee 将会在家庭和办公自动化方面拥有更为广阔的应用前景。

台达PLC人机通过Zigbee通讯

台达PLC人机通过Zigbee无线模块通讯应用 [摘要] 本文主要是通过Zigbee无线通讯模块，使台达人机与PLC连接免除硬连接和距离限制（使用方法也可以类推到其它方面如：远距离PLC与PLC），既可以免除距离限制也可以解决长距离连线问题，内容主要包括Zigbee通讯介绍及通讯设置等方面。一．项目实验内容主要是免去PLC与人机之间的有线连接，而是通过Zigbee网络，实现屏与PLC 之间的无线连接。本文主要介绍下Zigbee网络、Zigbee网络的构建及配置过程、通讯连接过程。二．Zigbee网络介绍 Zigbee网络是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的双向无线通讯技术。主要应用于短距离无线传输、智能家居、物联网等。本次实验使用的是厦门四信的F8914-E的Zigbee网络模块，本模块自带232、485通讯口可直连串口设备，同时具有5路I/O，实现数字量输入输出、模拟量输入、脉冲技术功能。最远传输距离2KM,支持多路路由中继，非常有利于远距离的超大网络组建。三．硬件构建通讯格式设为115200，8，N,1，RTU，屏与协调器、PLC与路由器的连接都是通过485连接。四．F8914-E的配置，组建Zigbee网络 1.打开F8914-E的配置软件，配置完协调器的模块如下图所示：

2.配置的作为路由器的模块配置如下： 3.通讯完成后可以使用使用四信的串口工具进行测试，看是否网络配置成功。

4.PLC内的通讯口设置程序： 5.人机通讯参数设置如下：

6.可以在人机上作画面程序，与PLC进行通讯，且通讯没发现延迟。五．总结随着科学技术的发展，无线技术的传播距离及船速的稳定性都得到了不断的提高，无线技术在控制系统领域得到了很好的推广及应用。本文主要是实验性为主，介绍相关的应用。在实际中我们可以将其扩展到远距离PLC与PLC，远距离的现场设备与控制室的无线应用。这样我们可以减少系统的配线，缩短开发的周期。应用的软件：厦门四信的Zigbee配置软件串口调试助手 DOPsoft WPLsoft 相关说明： F8914 ZigBee终端使用说明书 Zigbee 手册河南众力达电气 2015/06/25

ZigBee的工作原理

ZigBｅｅ得工作原理_ZigBee组网技术ZigBee就是一种高可靠得无线数传网络,类似于CDMA与GSＭ网络。ZiｇBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准得７5m到几百米、几公里,并且支持无限扩展。Zｉg ｂee技术特点主要有低功耗、低成本、时延短、网络容量大、工作频段灵活、低速率、安全得数据传输等。其中低功耗就是Zigbee技术最重要得特点。由于 Zigbee得传输速率相对较低发射功率较小,使得Ｚｉg beｅ设备很省电,这就是 Zigbee技术能够广泛应用得基石。ＺｉｇＢeｅ协议适应无线传感器得低花费、低能量、高容错性等得要求。Zigｂｅe 得基础就是IＥEE 80２.１5。4、但ＩＥEE仅处理低级MAC层与物理层协议,因此Zigbeｅ联盟扩展了IEEE,对其网络层协议与API进行了标准化。Zigbee就是一种新兴得短距离、低速率得无线网络技术。主要用于近距离无线连接。它有自己得协议标准,在数千个微小得传感器之间相互协调实现通信。 ZigBeｅ组网概述组建一个完整得zigbｅe网状网络包括两个步骤:网络初始化、节点加入网络。其中节点加入网络又包括两个步骤:通过与协调器连接入网与通过已有父节点入网。ＺiｇＢeｅ网络初始化预备 Zigｂee网络得建立就是由网络协调器发起得,任何一个ziｇbee节点要组建一个网络必须要满足以下两点要求: (1)节点就是FFD节点,具备ｚiｇbeｅ协调器得能力; (2)节点还没有与其她网络连接,当节点已经与其她网络连接时,此节点只能作为该网络得子节点,因为一个zigｂee网络中有且只有一个网络协调器。 FFＤ:Full Func TI on Dｅｖｉｃe 全功能节点 RFD:Rｅｄuceｄ FｕｎｃTI onDevicｅ半功能节点

基于ZigBee通信可供远程控制和节能研究

基于ZigBee通信可供远程控制和节能研究提出了远程控制和节能空间架构减少待机功耗，使房间更容易通过红外远程控制家电。提出设计自动切断处于待机电源的插座和红外编码学习功能的ZigBee 控制器。该电源插座按预设时间监控电源消耗，当监控能耗低于阀值将完全切断电源。为有效地管理电源插座和灯，文章提出了学习红外编码功能的ZigBee控制器。ZigBee控制器可以指定一个特定的红外编码来远程控制家用电器的电源插座或调光灯。用户可以通过任何家电的红外遥控来控制电源插座和调光灯。文章提议的空间建筑实现了可远程控制和节能。标签：ZigBee；远程控制；红外；节能；电源插座；待机功率 1 介绍随着越来越多的能耗电子产品和家用电器部署和规模越来越大，能源消耗在国内地区倾向于增加。众所周知，平均10%的家用电气会产生能耗率当处于待机状态。减少电气设备的待机功率少于 1 瓦，国际能源机构（IEA）提出“1瓦计划”。以前的系统只监控能耗和保护过载的电源插座。有效的节能方法没起到切断无用的待机能耗。文章中提出一个可供远程控制和节能空间建筑。为实现我们提出的空间建筑，自动切断待机功率插座和学习红外编码功能ZigBee控制器及其运行机制描述解释。在第二部分中，提出了备用电源自动切断插座和ZigBee控制器详细描述。 2 提出了电源插座和ZigBee控制器 2.1 自动切断待机功率插座该电源插座是为了能自动切断处于待机状态的电源插座。如图1显示电源插座的构造。它的组成由：一个AC/DC转换器，一个两个触点继电器，电源监控电路和单片机。交流电输入点接到继电器两个触点，继电器的输出端其中一个点接到交流输出插座，另外一个点联到电源监控电路。电源监控电路由变压器、整流二极管和其他的元器件组成。它将功耗测量值转换为电压，单片机通过电压数值计算功耗。基于计算功耗来控制继电器切断电源。AC / DC转换电路提供所需的直流电源给单片机，单片机集成ZigBee射频（RF）模块可远程控制单元通信。该电源插座的周期循环监控电源能耗通过电源监控电路。电源插座有四种状态：启动，运行，正常和关闭状态。当交流电源开始供电给电源插座，单片机激活并执行软件。启动后，单片机进入运行状态。在这种状态下，单片机不监控消耗功率，但打开继电器和等待保护时间，比如，两分钟。保护时间过后，进入正常状态。正常状态单片机监控消耗功率。所监控的能耗是呈波形，通过平均了数百个波形能耗。当检测值低于先前设定的阀值功耗，比如两分钟，单片机将关掉

一文读懂zigbee技术的协议原理

一文读懂zigbee技术的协议原理一.前言从今天开始，我们要正式开始进行zigbee相关的通信实验了，我所使用的协议栈是ZStack 是TI ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0版本，大家也可以从TI的官网上直接下载TI公司为cc2530写的协议栈代码，毕竟，我们作为初学者，应该先不要去深究协议栈是怎么用代码编写的，毕竟zigbee已经相当成熟了，我们应该先学会使用zigbee协议栈进行通信，并能应用于实际项目中，比如说智能家具，不知道大家是不是有同感，所以下面我就先给大家介绍一下zigbee通信的原理以及体系架构。二.ZStack 体系架构 ZStack 的体系结构由称为层的各模块组成。每一层为其上层提供特定的服务：即由数据服务实体提供数据传输服务；管理实体提供所有的其他管理服务。每个服务实体通过相应的服务接入点(SAP) 为其上层提供一个接口，每个服务接入点通过服务原语来完成所对应的功能。 ZStack 根据IEEE 802.15.4 和ZigBee 标准分为物理层，介质接入控制层，网络层，应用层。物理层提供了基础的服务，数据传输和接收，网络层提供了各个节点连入的服务，是zigbee网络通信的关键，应用层是我们关注的重点，提供了应用的框架和ZDO。大家如果想了解体系结构的具体内容，可以自己去看说明文档，下面我给大家介绍一下zigbee 工作原理。 ZStack 采用操作系统的思想来构建，采用事件轮循机制，而且有一个专门的Timer2 来负责定时。从CC2530 工作开始，Timer2 周而复始地计时，有采集、发送、接收、显示…等任务要执行时就执行。当各层初始化之后，系统进入低功耗模式，当事件发生时，唤醒系统，开始进入中断处理事件，结束后继续进入低功耗模式。如果同时有几个事件发生，判断优先级，逐次处理事件。这种软件构架可以极大地降级系统的功耗。整个ZStack 的主要工作流程，如图所示，大致分为以下6 步：(1) 关闭所有中断；(2) 芯

Zigbee网络原理与应用教案

计算机与信息技术学院课程教案专业物联网工程课程Zigbee网络原理与应用讲授人姚建峰 2015 年 9月10日

(一) 课程名称：Zigbee网络原理与应用 (二) 学时学分：周4学时，3学分 (三) 预修课程：电子线路、数字逻辑、计算机组成原理、高级语言程序设计 (四) 使用教材 ZigBee技术与实训教程――基于CC2530的无线传感网技术，清华大学出版社，2014年5月第1版 (五) 教学参考书(3本以上) 1、李文仲编著：《Zigbee2006无线网络与无线定位实战》，北京航空航天大学出版社，2008年1月第1版； 2、王小强编著：《Zigbee无线传感器网络设计与实现》，化学工业出版社，2012年6月第1版； 3、郭渊博编著：《Zigbee技术与应用》，国防工业出版社，2010年6月第1版。（六）教学方法：课堂讲授，课堂演示，师生互动，理论与实验结合教学。 (七) 教学手段：多媒体教学。 (八) 考核方式：闭卷考试。 (九) 学生创新精神与实践能力的培养方法：结合实验、具体应用、小组讨论等方式使学生掌握Zigbee技术开发的基本方法，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的动手能力和创新能力。 (十) 其它要求：严格考勤，学生课堂表现和实验完成情况占学生成绩的30%，期末成绩占70%。

第一章无线传感器网络教学时数：2学时教学目的与要求：主要让学生理解无线传感网络的主要概念，了解无线传感网络的发展历程、研究现状与研究前景、应用领域，掌握无线传感网络的特点、网络体系结构、关键技术。教学重点：无线传感器网络体系结构。教学难点：无线传感器网络的关键技术。第一节无线传感器网络概述(了解) 1.无线传感器网络的概念：无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。 2.无线传感器网络的发展历程：第一阶段:最早可以追溯至越战时期使用的传统的传感器系统。当年美越双方在密林覆盖的“胡志明小道”进行了一场血腥较量，“胡志明小道”是胡志明部队向南方游击队输送物资的秘密通道，美军对其进行了狂轰滥炸，但效果不大。后来，美军投放了2万多个“热带树”传感器。“热带树”实际上是由震动和声响传感器组成的系统，它由飞机投放，落地后插入泥土中，只露出伪装成树枝的无线电天线，因而被称为“热带树”。只要对方车队经过，传感器探测出目标产生的震动和声响信息，自动发送到指挥中心，美机立即展开追杀，总共炸毁或炸坏4.6万辆卡车。第二阶段:二十世纪80年代至90年代之间。主要是美军研制的分布式传感器网络系统、海军协同交战能力系统、远程战场传感器系统等。这种现代微型化的传感器具备感知能力、计算能力和通信能力。因此在1999年，商业周刊将传感器网络列为21世纪最具影响的21项技术之一。第三阶段:21世纪开始至今，也就是9·11事件之后。这个阶段的传感器网络技术特点在于网络传输自组织、节点设计低功耗。除了应用于反恐活动以外，在其它领域更是获得了很好的应用，所以2002年美国国家重点实验室－－橡树岭实验室提出了“网络就是传感器”的论断。 3.无线传感器网络研究现状：（1）国外无线传感器网络的研究现状 1998年，美国国防部提出了“智能尘埃”的概念，最先开始无线传感器网络技术的研究，目的是为监控敌方的活动情况而不被察觉。2001年，美国陆军提出“灵巧传感器网络通信”计划，将无人值守式弹药、传感器和未来战斗系统

射频通讯,ZigBee通讯,蓝牙通讯,WiFi通讯的特点和应用

一、射频通讯特性: 1.除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。 2.工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。 3.低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有 10 年以上的使用寿命。 4.虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。主要应用： 1.门禁管制 2.二代身份证 3.防伪标识 4.安全控制货物追踪等。二、ZigBee通讯特性： 1能源消耗显著低于其他无线通信技术； 2研发及使用所需投入的成本偏低； 3具有较高的安全可靠性； 4数据传输信息容量大。主要应用： 1、间断性数据：工业控制，远程网络控制，家用电器控制 2、周期性数据：传感器，水电气表，仪器仪表 3、重复性低反应时间数据：仪表键盘，操作杆三、蓝牙通讯特性： 1、蓝牙技术的适用设备多，无需电缆通过无线使电脑和电信连网进行通信。 2、蓝牙技术的工作频段全球通用，适用于全球范围内用户无界限的使用，解决了蜂窝式移动电话的“国界”障碍。 3、蓝牙技术的安全性和抗干扰能力强，由于蓝牙技术具有跳频的功能，有效避免了ISM 频带遇到干扰源。 4、传输距离较短。 5、通过调频扩频技术进行传播。主要应用： 1、电话语音通讯 2、车载娱乐系统 3、车辆远程状况诊断 4、汽车防盗技术 5、设备无线监控 6、医药病房监护四、WiFi通讯

特性： 1、更宽的带宽 2、更强的射频信号 3、Wi-Fi功耗更低 4、改进的安全性主要应用： 1、高速有线接入技术的补充 2、蜂窝移动通信的补充 3、串口wifi模块 4、提供覆盖热点。

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网关通信协议

无线传感器网络（Zigbee）网关的的通信协议网关是通过串口与PC 机相连的。PC 机可以通过串口发送采集命令和收集采集数据,为了能有效管理这些数据,需要执行统一的数据通信格式。下面介绍该系统中所使用的通用数据格式。每一帧数据都采用相同的帧长度,且都带有帧头、数据和帧尾。具体格式如下: 如上所示,每一帧数据的长度都是32字节。除帧头和帧尾,每一帧数据都由命令头、发送地址、有效数据和校验和组成。命令头:所执行的命令。地址:所访问模块的长(前8字节)/短地址(后2字节)。数据:传送各个参数、变量与返回值及各种需要突发发送的数据。校验和:从命令头到数据尾的加和校验,用于确定数据正确与否。注:命令头、地址的长地址部分和数据都采用ASCII码。这个系统的命令分为3种,分别为 ?读命令R(ead):包括读各个传感器或网络状态命令。 ?测试命令T(est):测试LED、BEEP或电池寿命命令。 ?扩展板命令E(xtend):控制和读扩展板命令。

下面介绍具体命令格式。 1.读命令 1) RAS RAS(ReadallSensor):读传感器。 RAS具体格式如下: 需要加入地址和数据——地址:传感器模块地址;数据:GM***/WD***。传感器种类包括光敏:GM;温度:WD;可调电位器:AD。 (1)读取成功返回格式如下: 地址:加入传感器模块地址。数据:传感器+ 测量值(ASSII码)。其中光敏:GM+ * * * (3 字节ASII 码);温度:WD +***(3字节ASII码);可调电位器:AD+*** (3字节ASII 码)。

(2)读取失败返回格式如下: 2) RND RND:无线网络发现。 RND 具体格式如下: 需要加入地址和数据———地址:无;数据:无,只需要命令头。 (1)读取成功返回格式如下: 返回网络中节点的性质:RFD(终端节点)/ROU(路由器)+地址+第几个。例如:如果返回第1个RFD 节点,则数据段为RFD01。具体格式如下： (2)读取成功结束格式如下:

Zigbee技术的智能照明系统

聊城大学汽车与交通项目学院大学生科技创新基金管理办法第一章总则第一条为提高大学生科学文化素质,培养大学生地创新精神、创业精神、团队合作精神和实践动手能力,鼓励和支持大学生尽早地参与科学研究、技术开发和社会实践等创新活动,特设立汽车与交通项目学院大学生科技创新基金<简称大学生创新基金）. 第二条大学生创新基金地主要来源： 1. 学院划拨专项经费. 2. 政府机关、社会团体、企事业单位、个人等捐赠或资助地经费. 第三条设立大学生创新基金遵循地原则是：“理实结合、鼓励创新、突出重点、注重实效”；资助项目遵循地程序是：“自由申请、公平立项、择优资助、规范管理”. 第二章资助范围第四条大学生创新基金重点资助学术思想新颖、目地意义明确、立论根据充足、具有创新性和探索性、研究方案合理、技术路线可行、实施条件具备地项目.具体资助范围为： 1. 小发明、小创作、小设计等项目； 2. 开放实验室或实习基地中地综合性、设计性、应用性、创新性实验项目； 3. 有关教师科研课题中地子项目； 4. 专业性研究及创新研究项目； 5. 其他有价值地研究与实践项目. 学生可同时申报聊城大学大学生科技文化创新基金,对未获校级立项地有价值申报项目,学院进行院级评审立项,用院级基金予以资助；获准校级立项地项目,学院进行适当匹配资助. 第三章申报条件第五条凡我院二年级以上全日制本专科学生均可申请资助.要求申请者必须品学兼优、学有余力,有较强地独立思考能力和创新意识,对科学研究、科技活动或社会实践有浓厚地兴趣和坚强地毅力. 第六条申请者应以项目小组地形式进行立项申请,申请立项地项目小组须有教师参与指导.一个学生只能参加一个项目小组,一位指导教师最多指导2组学生.指导教师一般应由具有硕士以上学位或讲师以上职称地教师担任. 第七条按时完成项目地人员或研究小组成员在项目完成后可以再次申请,但未完成项

ZigBee技术简介

ZigBee技术—让无线无所不在
ZigBee无线数据通信模块
工业级高品质无线通信
深圳市金图旭昂通讯科技有限公司 https://www.360docs.net/doc/a86173559.html,

内容概要
ZigBee技术简介
ZigBee技术—让无线无所不在
旭昂电子ZigBee无线通信模块介绍
ZigBee技术专业开发商
ZigBee技术应用解决方案
ZigBee技术应用：无线传感器网络、数据采集、工业控制、智能楼宇、医疗设备…

ZigBee技术简介—什么是ZigBee
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联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等。
　

ZigBee技术简介 —短程无线网络标准
WWAN
IEEE 802.22 IEEE 802.20
传输范围
WLAN WMAN
WiMax IEEE 802.16 WiFi 802.11
WPAN 0.01
ZigBee 802.15.4 Bluetooth 802.15.1
802.15.3 802.15.3a 802.15.3c 100 1000
0.1
1 10 数据传输率 (Mbps)

zigbee网络建立过程

芦苇地带 https://www.360docs.net/doc/a86173559.html,/ Blog Subject - 分类首页相册标签 FPGA 学习(12) 个人生活(16) C 语言(0) 网络转载(6) PCB(6) Verilog(1) ZigBee(18) STM32(2) New Log - 日志师兄毕业了，工作一帆风顺~ 为什么51系列单片机常用11.059 项目日志——ZigBee 通信模块测试项目日志——ZigBee 天线研究【转闲话生活——2011年开始了闲话生活——平安夜不平安项目日志——ZigBee 测试结果闲话生活——年底了，该做总结了 STM32学习——Q-OS 的画图板应闲话生活——记录俺调试的CCD 板子和 Log Reply - 回复 Re:闲话生活——年底了，该做总结了 Re:自学单片机四个月感想 Re:【转】FPGA 学习的一些误区 Re:【转】FPGA 学习的一些误区 Re:【转】FPGA 学习的一些误区请教几个问题 Re:闲话生活——最近很喜欢的一首歌 Re:闲话生活——最近很喜欢的一首歌 Re:[转]对FPGA 认识、学习和进 Re:[转]对FPGA 认识、学习和进 Blog Links - 链接项目日志——Z-STACK 网络建立过程芦苇发表于 - 2010-10-13 12:11:00 先看看Packet Sniffer 抓取的网络建立过程的图片，这里有一个Coordinator 和一个Router 。从上面可以看到建立网络的整个过程如下 1.Coordinator 首先上电，完成网络的初始化，选择一个合适的信道，并且为自择一个PAN_ID(网络标识符)，然后周期的向周围发生beacon request 的包。 2.这时间将Router 上电，这样Router 会首先向周围的环境做一个信道能量扫描选量比较合适的信道进行网络搜寻。这里需要注意的是信道能量是有一个等级的K 里面会有一个门限值，当这个能量低于这个门限会被认为没有网络，在这不我久。当信道选择好之后，Router 也会周期性的向周围发送beacon request 的包来dinator 的回复。 3.当Coordinator 接受到Router 的beacon request 包之后会发送一个包含自己IE 址的超帧。主要目的是为了将自己的MAC 地址(64位)交给Router ，以便后续的 4.Router 接受到超帧之后，将Coordinator 的MAC 地址保存，并利用这个地址向C 发生个A i ti R t 的包这个包目的是寻求加入网络收到 C

ZigBee通信安全防护系统

ZigBee通信安全防护系统ZigBee Communicaiton Security System

目录第一章绪论 (2) 第二章系统总体结构设计 (2) 2.1 问题的提出............................................................. - 2 - 2.2 系统总体设计........................................................... - 3 - 第三章系统具体实现方案 (6) 3.1 ZigBee无线传感器网络的实现............................................ - 6 - 3.2 系统服务器端实现....................................................... - 7 - 第四章系统测试及分析.. (9) 4.1系统单元测试及分析..................................................... - 9 - 4.2系统整体测试及分析.................................................... - 11 - 第五章总结及展望.. (12) 参考文献 (13)

第一章绪论随着社会信息产业的高速发展，网络通信、数据采集、无线通信、无线控制等技术受到了广泛的关注和应用。信息获取是信息技术应用的重要环节，同信息传输、处理和应用之间密不可分，具有标志性的作用。其中，传感器技术是信息获取的最重要和最基本的手段之一。特别地，ZigBee无线传感器网络的应用使信息的获取变得更方便、快捷和准确。 Zigbee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，它拥有自己的无线电标准，得到了广泛的应用。无线传感器网络是基于IEEE 802.15.4技术标准和ZigBee网络协议而设计的无线数据传输网络，目前ZigBee无线传感器网络的应用主要集中于以下几个领域： 1 军事应用，通过布置于战场敏感区域的无线传感节点回传的信息，作战人员用手持式PDA等工具接收信息，就可以实时了解战场上的各种情况，真正做到运筹帷幄。 2 环境科学，传感器网络为野外随机的研究数据采集提供了方便。 3 医疗应用，在住院病人身上安装特殊用途的传感器节点,如心率和血压监测设备,利用传感器网络,医生就可以随时了解被监护病人的病情,及时进行处理。 4 商业应用, 工业监控、楼宇自动化、流量过程控制，热能数据采集等。无线传感网络在进行数据采集、融合和传输时，为了保证采集点的机密和数据传输的安全，与其它无线网络一样需要安全机制。由于节点单元能力的受限，以及无线传感网络节点的协作特性，必然要权衡安全强度的问题。无线传感器网络的中心节点网关收集的信息一般都是通过有线网络方式传输至控制中心，但在这过程中信息的传输存在很大的安全隐患，很容易被人窃取和篡改，因此，对这个有线传输网络的安全性保障就显得尤为重要，同时也必须对传输网络采取有效的安全检测。加密是一种很好的信息安全解决方案，目前成熟的加密算法有AES加密算法、混沌加密算法，RSA加密算法等。AES加密算法作为最新一代的加密标准，是一种数据块长度和密钥长度均可变的分组迭代加密算法，其数据块的长度和密钥长度可以分别是128位、192位或256位。AES加密算法具有安全、性能好、效率高、实用、灵活等特点，因此在信息安全领域具有广泛的应用。加密算法可以用软件和硬件实现，软件实现较为简单和灵活，但用硬件是实现能够提供更快的加解密速度和更好的安全性能。加密算法的硬件实现就是应用硬件描述语言对加密算法进行系统级设计及编码。对网络的安全机制保障措施也较多，包括物理隔离、用户授权、防火墙技术等。目前的措施一般都是比较单一，基本的安全性能够得到保障。针对信息通信过程中存在的信息泄露和安全隐患，结合ZigBee技术的应用领域，本文提

ZigBee定位解决方案与技术原理

ZigBee定位解决方案什么是Zigbee Zigbee是IEEE802.15.4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，Zigb

ZIGBEE通讯协议V1.2(2014-07-29)[1]

版本记录：版本号发布时间创建／修改人修改原因／项目 V1.0 2014-7-8 XWJ 文件创建 V1.1 2014-7-29 XWJ 01 02 05 0F 31 11 的响应功能码与发送功能码保持一致，改为标准的modbus协议协议说明：读取多路开关量输出(01)：主机发送的报文格式：主机发送字节数发送信息备注从机地址 1 01 发送到地址为01的从机功能码 1 01 读开关量输出状态起始位 2 0000 起始BIT位地址为0000 读开关量个数 2 0010 读取16路开关量输出状态 CRC码 2 3DC6 由主机计算出的CRC码从机（EDA）响应返回的报文格式：从机响应字节数返回信息备注从机地址 1 01 来至从机01 功能码 1 01 读开关量输出状态数据长度 1 02 2个字节（16个BIT位） OUT状态数据2 02 00 第一个字节的BIT0位对应开关量开始地址的状态位；第一个字节对应开关量7～0状态位；第二个字节对应开关量15～8状态位；返回数据 0200表示第1路开关量输出为“1”，其余为 “0”； CRC码 2 由EDA模块计算得到的CRC码读取多路开关量输入：(非法功能码) 主机发送的报文格式：主机发送字节数发送信息备注从机地址 1 01 发送到地址为01的从机功能码 1 02 读开关量输入状态起始位 2 0000 起始BIT位地址为0000 读开关量个数 2 0010 读取16路开关量输入状态 CRC码 2 79C6 由主机计算出的CRC码从机（EDA）响应返回的报文格式：从机响应字节数返回信息备注从机地址 1 01 来至从机01