zigbee技术特征和其应用前景探析

《zigbee技术特征和其应用前景探析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、zigbee技术特征和其应用前景探析　　【摘要】本文介绍了Zigbee作为一种在无线局域网、蓝牙技术兴起之后的另一种新兴的短距离、低功耗、低成本、高可靠性的无线网络技术的技术特征，以及Zigbee技术在工业领域、汽车制造、精确农业生产领域、道路指示安全行车、楼宇自动化和家庭应用等领域的应用前景。【关键词】zigbee，技术特征，应用前景一、引言过去若干年以来，通信技术快速发展，短距离无线通信技术已经成为通信技术中的一大热点。各种网络终端的出现、工业控制的自动化和家庭的智能化等迫切需要一种具备低成本、低距离、低功耗和组网能力强等优点的无线互连标准，随着各种便携式个人

2、通信设备与家用电器设备的增加，人们享受蜂窝移动通信系统带来的便利的同时，对短距离的无线与移动通信又提出了新的需求，使得短距离无线通信异军突起。其中，低速率、低功耗、低成本的ZigBee技术作为无线传感器网络的主要支撑技术获得广泛的关注。ZigBee作为一种新兴的短距离无线通信技术，正有力地推动着低速率无线个人区域网络的发展，可以广泛应用于工业控制、家庭自动化、医疗护理、智能农业、消费类电子和远程控制等领域，将拥有广阔的应用前景。5二、Zigbee技术特征ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。主要用于近距离无线连接。它依

3、据IEEE802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。802.15.4强调的就是省电、简单、成本又低的规格。802.15.4的物理层（PHY）采用直接序列展频技术，以化整为零方式，将一个讯号分为多个讯号，再经由编码方式传送讯号避免干扰。在媒体存取控制（MAC）层方面，主要是沿用WLAN中802.11系列标准的CSMA/CA方式，以提高系统兼容性。ZigBee的频带和数据传输率如下表：Zigbee网络还具备以下特点：（1）数据传输速率低：10KB/秒～250KB/秒，专注于低传输应用；（2）功耗低：在低功耗待机模式下，两节普通5号电池可使用6～2

4、4个月；（3）成本低：ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本；（4）网络容量大：网络可容纳65，000个设备；（5）时延短：典型搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms；（6）安全：5ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES-128加密算法（目前最好的文本加密算法之一），各个应用可灵活确定其安全属性；（7）有效范围小：有效覆盖范围10～75米，具体依据实际发射功率大小和各种不同的应用模式而定；（8）工作频段灵活：使用频段为2.4GHz、868MHz（欧洲）和915MHz（美国），均为免执照（免费

5、）的频段。三、ZigBee技术的应用前景在工业领域：利用传感器和ZigBee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。例如危险化学成分的检测、火警的早期检测和预报、高速旋转机器的检测和维护。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ZigBee网络的维护成本。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，这就要求内置的无线通信设备使用的电池有较长的寿命（大于或等于轮胎本身的寿命），同时应该克服嘈杂的环境和金

6、属结构对电磁波的屏蔽效应。5在精确农业：传统农业主要使用孤立的、没有通信能力的机械设备，主要依靠人力监测作物的生长状况。采用了传感器和ZigBee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设备来耕种。传感器可能收集包括土壤湿度、氮浓度、pH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ZigBee网络传递到中央控制设备供农民决策和参考。在道路指示、方便安全行路方面：如果沿着街道、高速公路及其它地方分布式地装有大量路标或其它简单装置，你就不再担心会迷路。安装在你汽车里的装置会告诉你

7、，你现在所处的位置、正向何处去。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。在楼宇自动化与家庭应用领域：ZigBee在其中的应用能带来降低运营成本、增强用户体验的好处。例如，酒店里到处都有空调供暖（HVAC）设备，如果在每台空调设备上都加上一个ZigBee节点，就能对这些空调系统进行实时控制，所节省的能源成本可迅速抵消安装ZigBee的投资成本。四、小结5ZigBee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

8、空缺，其成