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1、InteractiveSpace互动平台ZigBee的几项应用张琪VariousApplicationsofZigBeeZhangQi摘要:ZigBee作为一种低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的技术,被认为是在射频通信领域最有发展前景的技术。本文在研究该技术在物流领域、家庭生活、工业控制、道路交通等等领域应用之后,分析和总括了各种系统的构成和应用形式、效果。引言1ZigBee的技术特点和应用前景ZigBee是一种供固定、便携或移动设备使用的技术,它以ZigBee作为射频通信技术家族的一份子,在技术参数上有自其低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的特点,有效的弥己的特点,这就
2、决定了它在应用上和RFID,Wi-Fi,BlueTooth等补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺。介于无线的不同。标记技术和BlueTooth之间的它,成功的关键在于丰富而便捷的1.1协议架构应用,而不仅仅是技术本身。2000年12月IEEE成立了IEEE802.IEEE802.15.4满足国际标准组织(ISO)开放系统互连(OSI)15.4工作组,专门负责制定物理层及MAC层的协议。2001年参考模式。它由多层构成,包括:高层应用规范,应用会聚层,8月ZigBee联盟成立。2002年下半年,英国Invensys公司、日网络层,IEEE802.15.4逻辑链路控制层和I
3、EEE802.2逻辑链路本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公控制层,IEEE802.15.4媒质接入控制层,以及869MHz/司等四大公司加盟ZigBee联盟,这一事件成为ZigBee技术的里915MHz物理层2.4GHz物理层。其中,物理层和MAC层的协程碑。到目前为止,加盟ZigBee联盟的不仅仅只有当初的四大议由802.15.4工作组负责制定,其余协议主要参照和采用现公司,而是涵盖了IT领域以及其它行业的数百家企业。ZigBee有标准。一词源自蜜蜂群在发现花粉位置时,通过跳ZigZag形舞蹈来告1.2物理层知同伴,达到交换信息的目的,可以说是一种小的动物
4、通过简IEEE802.15.4提供两种物理层的选择(868/915MHz和捷的方式实现“无线”的沟通。人们借此称呼该技术,亦包含2.4GHz),物理层与MAC层的协作扩大了网络应用的范畴。此寓意。在标准林立的短距离无线通信领域,ZigBee的快速发这两种物理层都采用直接序列扩频(DSSS)技术,降低数字展是令人始料不及的。从2004年底标准确立,到2005年底,相集成电路的成本,并且都使用相同的包结构,以便低作业周关芯片及终端设备总共卖出了1500亿美元。据业内人士估计,期、低功耗地运作。2.4G物理层的数据传输率为250kb/s,今年,也就是2008年,ZigBee的节点数量
5、将骤增至1亿个。可868/915MHz物理层的数据传输率分别是20kbps、40kbps。以毫不夸张地说,在未来的数年内,ZigBee技术将从方方面面ZigBee物理层分组结构中前导码(4Byte)主要用于前导同进入人们的生活、工作领域,并将极大地改善我们的生活方式步;分组定界(1Byte)标志分组的开始;物理层头(1Byte)和体验。本文试介绍几种ZigBee技术的应用,尤其是在物流方表示数据单元的长度;数据单元(0-128Byte)用于承载传面的应用,把这一年轻而极具发展潜力的技术介绍给读者。输数据。2008年第3期85互动平台InteractiveSpace1.3MAC层
6、能。相比较,蓝牙需要3~10s、Wi-Fi需要3s。IEEE802系列标准将数据链路层分成逻辑链路控制(LLC)和(6)高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构,由媒介接入控制(MAC)两个子层。其中,LLC子层在802.6中定义一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254个子节为IEEE802标准系列共用,而MAC子层协议依赖于各自的物理层。点;同时主节点还可由上一层网络节点管理;最多可组成65000IEEE802.15.4的MAC层支持多种LLC标准,通过SSCS(Service-个节点的大网。SpecificConvergenceSublayer)业务相
7、关会聚子层协议承载IEEE802.(7)高安全。ZigBee提供了三级安全模式,包括无安全2类型的LLC标准,且允许其他LLC标准直接使用802.15.4MAC设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用层的服务。MAC和LLC层主要完成设备间无线链路的建立、维高级加密标准(AES128)的对称密码,以灵活确定其安全属护和结束,信道接入控制,帧校验,传输可靠性保证和控制,数据的分段和重组等功能。考虑到ZigBeeMAC层的设计应尽可能性。地降低成本、易于实现、数据传输可靠、短距离
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