第1章 ZigBee技术背景概述1

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1、第1章ZigBee技术背景概述目录1.1无线传感器网络概述11.2ZigBee技术概述2《ZigBee技术原理与实战》2ZigBee技术原理与实战3无线网络有基础设施网无基础设施网移动Adhoc网络无线传感器网络ZigBee技术原理与实战4有基础设施的网络需要固定基站,如使用的手机，属于无线蜂窝网，需要高大的天线和大功率基站来支持，基站就是最重要的基础设施；使用无线网卡上网的无线局域网，由于采用了接入点这种固定设备，也属于有基础设施网。ZigBee技术原理与实战5无基础设施网-无线Adhoc网络节点是分布式的，没有专门的固定基站。无线Adhoc网络分为两类

2、:一类是移动Adhoc网络(MobileAdhocNetwork,简称MANET)，终端是快速移动的。另一类就是无线传感器网络,节点是静止的或者移动很慢。ZigBee技术原理与实战6无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户。“无线传感器网络”术语的定义无线传感器网络的体系结构ZigBee技术原理与实战7传感器技术计算机技术通信技术感官大脑神经现代信息技术信息系统无线传感器网络物联网通过RFID，红外感应器，全球定位系统，激光扫描器等信息传

3、感设备，按约定的协议，把任何物品都与互联网连接起来，并进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位跟踪、监控和管理的一种网络。ZigBee技术原理与实战81.1无线传感器网络概述无线传感器网络发展历程《ZigBee技术原理与实战》91.1无线传感器网络概述发展前景《ZigBee技术原理与实战》10制约WSN应用的问题1）成本：3）微型化：2）低能耗：4）移动性：5)安全：1.1无线传感器网络概述无线传感器网络的体系结构《ZigBee技术原理与实战》11无线传感器网络体系结构传感器节点通常是一个微型的嵌入式系统，它的处理能力、存储能力和通信能力相对较弱。每个传

4、感器节点兼顾传统网络节点的终端和路由器双重功能。汇聚节点的处理能力、存储能力和通信能力相对较强，它连接传感器网络和外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，同时发布管理节点的监测任务，并把收集到的数据转发到外部网络上。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测。ZigBee技术原理与实战121.1无线传感器网络概述无线传感器网络的体系结构《ZigBee技术原理与实战》13传感器节点的体系结构1.1无线传感器网络概述《ZigBee技术原理与实战》14网络协议栈物理层数据链路层网络层传输层应用层能量分配移动管理应用优化传感器节点协议

5、栈结构注意：传感器节点协议栈基于zigbee协议栈，是网络协议分层及网络协议的集合，运用了OSI五层模型，但加入了跨层设计的思想。ZigBee技术原理与实战15ZigBee技术原理与实战16类似于传统Internet网络中的TCP/IP协议体系，它由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。网络通信协议1.1无线传感器网络概述无线传感器网络的特点《ZigBee技术原理与实战》171.规模网络2.部署方式3.自组织网络4.动态性网络5.硬件资源有限6.可靠性差7.以数据为中心的网络8.异构节点与事件相关性9.应用相关的网络1.1无线传感器网络概述无线传

6、感器网络典型应用《ZigBee技术原理与实战》181.军事领域1.1无线传感器网络概述无线传感器网络典型应用《ZigBee技术原理与实战》192.环境检测和保护1.1无线传感器网络概述无线传感器网络典型应用《ZigBee技术原理与实战》203.智能家居和医疗护理1.1无线传感器网络概述无线传感器网络典型应用《ZigBee技术原理与实战》214.无线智能电网应用1.1无线传感器网络概述无线传感器网络典型应用《ZigBee技术原理与实战》225.工业控制1.1无线传感器网络概述无线传感器网络典型应用《ZigBee技术原理与实战》236.农业领域1.1无线传感器

7、网络概述无线传感器网络典型应用《ZigBee技术原理与实战》247.安全预警1.2ZigBee技术概述ZigBee技术简要《ZigBee技术原理与实战》25ZigBee名字来源于蜜蜂ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线传感器网络技术。ZigBee技术原理与实战26ZigBee技术简要1.2ZigBee技术概述ZigBee规范结构《ZigBee技术原理与实战》27IEEE802.15.4标准与ZigBee规范物理层：提供基本的物理无线通信能力，如：频率选择，信道选择，调制解调等。MAC：为高层访问物理信道提供点到点通信的

8、服务接口以及单跳设备间的可靠传输。网络层：设备间的消息路由，网络管