短程无线通信标准zigbee及其应

《短程无线通信标准zigbee及其应》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、短程无线网络通信标准ZigBee及其应用内容提要ZigBee技术和特征ZigBee的适用条件和应用前景ZigBee无线通信协议的技术支持ZigBee的市场预测和产品开发ZigBee技术和特征ZigBee的适用条件和应用前景ZigBee无线通信协议的技术支持ZigBee的市场预测和产品开发什么是ZigBee?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

2、本又低的规格。802.15.4的物理层（PHY）采用直接序列展频（DSSS，DirectSequenceSpreadSpectrum）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，所谓的CSMA/CA是在传输之前，会先检查信道是否有数据传输，若信道无数据传输，则开始进行数据传输动作，若有产生碰撞，则稍后重新再传。可使用的频段有3个，分别是2.4GHz的ISM频段、欧洲的868MHz频段、

3、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。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与IEEE802.15.4ZigBee是一组基于IEEE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。IEEE802.15.4仅处理MAC层和物理层协议，ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。一个真正的ZigBee，由ZigBeeAlliance所主导的标准，定义了网络层（NetworkLa

4、yer）、安全层（SecurityLayer）、应用层（ApplicationLayer）、以及各种应用产品的资料（Profile）；而由国际电子电机工程协会（IEEE）所制订的802.15.4标准，则是定义了物理层（PHYLayer）及媒体存取层（MediaAccessControlLayer；MACLayer）。ZigBee协议套件的基本需求：8位处理器协议套件软件需要32K字节的ROM最小协议套件软件需要4K字节的ROM通常，网络主节点需要更多的RAM，以容纳网络内所有节点的设备信息、数据包转发表、设备关联表、与安全有关的

5、密钥存储等ZigBee的特点数据传输速率低：10KB/秒~250KB/秒，专注于低传输应用功耗低：在低功耗待机模式下，两节普通5号电池可使用6~24个月成本低：ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本网络容量大：网络可容纳65,000个设备。时延短：通常时延都在15ms~30ms安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES-128加密算法（美国新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一）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工作频段灵活：使用频段为2.

6、4GHz、868MHz（欧洲）和915MHz（美国），均为免执照（免费）的频段传输可靠：采用碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的业务预留专用时隙。物理层(1)遵循IEEE802.15.4协议。物理层是协议的最底层，承付着和外界直接作用的任务。主要目的：控制RF收发器工作。调制方式：扩频通信信号传输距离：~50m（室内），~150m（室外）。物理层(2)频率頻帶覆篕范围数据传输速度信道数量2.4GHzISM全球250kbps16915MHzISM美洲40kbps10868MHzISM歐洲20kbps1物理层(3)媒体接入控制层(1)

7、遵循IEEE802.15.4协议负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束确认模式的数据传送和接收可选时隙，实现低延迟传输支持各种网络拓扑结构网络中每个设备为16位地址寻址ZigBee网络中的三种设备类型网络协调器：包含所有的网络消息，是3种设备类型中最复杂的一种，存储容量最大、计算能力最强。发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节点间的路由消息、不断地接收信息。全功能设备(FFD)：可以担任网络协调者，形成网络，让其它的FFD或是精简功能装置（RFD）连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输

8、。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