（精品）zigbee技术指南

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1、技术指南短距离无线通讯技术自进入21世纪以来，随着通讯技术、微电子技术、传感器技术等的快速发展，无线传感器网络也得到了快速发展，1999年，该技术被美国时代周刊誉为影响二十一世纪的21项技术之一；2003年，MIT技术评论TechnologyReview在预测未来技术发展的报告中，将其列为改变世界的10大新技术之一；2003年，美国商业周刊又在其“未来技术专版”中发表文章指出，无线传感器网络是全球未来的四大高技术产业之一。同时世界各个国家、各大型跨国集团公司如西门子、霍尼韦尔、ABB等纷纷投入巨资研

2、发无线传感器网络，IEEE也在快速推进其标准的制定，以其在未来占有技术的主动权。本文主要针对无线传感器网络中的低速个域网(LR-WPAN)涉及到的网络技术做介绍，至于其他无线传感器网络中的无线广域网（WWAN），无线城域网（WMAN）、无线局域网（WLAN）、个域网(WPAN)等，不再此文介绍范围。世界上目前低速个域网(LR-WPAN)影响范围比较大的主要包含Zigbee/IEEE802.15.4、Z-WAVE、insteon、Homeplug，本文主要介绍Zigbee/IEEE802.15.4及M

3、esh网。1.Zigbee/IEEE802.15.41.1、ZigBee定义ZigBee的基础是IEEE802.15.4，这是IEEE无线个人区域网（WirelessiPersonalAreaNetwork，WPAN）工作组的一项标准，被称作IEEE802.15.4（ZigBee）技术标准。IEEE802.15.4仅处理低级MAC层和物理层协议，成立于2001年8月的ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。2002年下半年，英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及

4、荷兰飞利浦半导体公司四大巨头共同宣布，它们将加盟“ZigBee联盟”，以研发名为“ZigBee”的下一代无线通信标准，这一事件成为该项技术发展过程中的里程碑。到目前为止，除了Invensys、三菱电子、摩托罗拉和飞利浦等国际知名的大公司外，该联盟大约已有200家成员企业，并在迅速发展壮大。其中涵盖了半导体生产商、IP服务提供商、消费类电子厂商及OEM商等，例如Honeywell、Eaton和InvensysMeteringSystems等工业控制和家用自动化公司，甚至还有像Mattel之类的玩具公司

5、。所有这些公司都参加了负责开发ZigBee物理和媒体控制层技术标准的IEEE802.15.4工作组。技术指南1.2、ZigBee技术的主要特点：一、数据传输速率低：只有10k字节/秒到250k字节/秒，专注于低传输应用；二、功耗低：在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月到2年，免去了充电或者频繁更换电池的麻烦。这也是ZigBee的支持者所一直引以为豪的独特优势；三、成本低：因为ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本。且ZigBee协议免收专利费。四、网络容量大：每个Zi

6、gBee网络最多可支持255个设备，也就是说，每个ZigBee设备可以与另外254台设备相连接；五、时延短：通常时延都在15毫秒至30毫秒之间；六、安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，同时可以灵活确定其安全属性；七、有效范围小：有效覆盖范围10～75米之间，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境；八、工作频段灵活：使用的频段分别为2.4GHz、868MHz（欧洲）及915MHz（美国），均为免执照频段。随着研

7、究的进一步深入，传感器将变得更小，而且功能会越来越多。最终，他们可能会微缩到尘埃大小。届时，数以千计的微小传感器或者称为“智能尘埃”将被释放到大气中来检测任何东西。1.3、ZigBee的应用实例ZigBee技术将主要嵌入在消费性电子设备、家庭和建筑物自动化设备、工业控制装置、电脑外设、医用传感器、玩具和游戏机等设备中，支持小范围的基于无线通信的控制和自动化等领域中。通常，符合如下条件之一的应用，就可以考虑采用ZigBee技术做无线传输：一、设备成本很低，传输的数据量很小；二、设备体积很小，不便放置较

8、大的充电电池或者电源模块；三、没有充足的电力支持，只能使用一次性电池；四、频繁地更换电池或者反复地充电无法做到或者很困难；五、需要较大范围的通信覆盖，网络中的设备非常多，但仅仅用于监测或控制。六、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、农业自动化和医用设备控制等。¾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