ZigBee技术在传感网中的应用研究

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1、ZigBee技术在传感网中的应用研究摘要：通过对传感网的接入的技术的研究，探讨了以ZigBee技术作为无线近距离低成本实现方案的可能性。通过对ZigBee技术的概念、协议结构、网络拓扑结构所进行的分析，指出了ZigBee技术作为传感网的接入手段的独特优势。结论认为，基于ZigBee技术的传感网接入方式，对实现家庭、医疗卫生、交通管理自动化等方面的应用是一种较好的选择。关键字：ZigBee传感网应用网路结构ResearchOntheApplicationofZigBeeTechnologyInSensorNetworksAbstract:Throughresearchingontheac

2、cesstechnologyofsensornetwork,thepossibilityofrealizingtheprogramisdiscussed,whichisWireless,short-rangeandlow-costwithZigBeetechnology.Throughanalysisingtheconcept,theprotocolstructureandthenetworktopologyofZigBeetechnology,theuniqueadvantagesofZigBeetechnologyasameanofaccessingtosensornetworki

3、spointedout.Itisconcludedthat,theaccesstechnologyofsensornetworkbasedonZigBee,isagoodchoicetoachievingautomatizationofthefamily,healthcare,trafficmanagement.Keywords:ZigBee;Sensornetwork;Applications;Networkstructure0引言近年来，传感网技术应用逐渐受到重视。随着奥巴马的上台，“智慧地球”被美国人认为是振兴经济、确立全球竞争优势的关键战略。在我国，温家宝总理提出尽快建立中国的

4、“感知中国”中心。无论是“智慧地球”还是“感知中国”，其核心技术是由“传感网”技术，包括传输与检测两个部分，而将这两者结合起来的关键在在与对接入技术的解决。本文对基本ZigBee技术对“传感网”的接入进行了研究。1ZigBee技术概述在传感网的组建中，重要的一环是将大量的传感器与骨干传输网络相连。在传感器与骨干网之间需要一低成本广泛存在的无线接入网络，由ZigBee技术所组成的网络正好满足其要求。ZigBee这一名称来源于蜜蜂的八字舞，蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，构成了群体中的通信网络。ZigBee技术是在IEEE802.

5、15.4协议标准的基础上扩展起来的，它是一种介于无线标记技术和Bluetooth技术之间的新兴的无线通信技术提案，主要用于短距离无线连接[1]。ZigBee的技术优势主要体现在如下方面：①低功耗在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6～24个月，这是其最为突出的优势。②低成本　ZigBee数据传输速率低，协议简单且免协议专利费，大大降低了成本，现每块芯片也只需2美元左右。③高容量　ZigBee可采用星状、树簇形和网状网络拓扑结构，其中一个主节点最多可接入254个子节点，同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网络。④短时延　ZigBee的响应速度

6、较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点接入网络只需30ms，进一步节省了用电。⑤工作频段丰富　使用频段有2.4GHz（全球）、868MHz（欧洲）、915MHz（美国），而且均为免执照频段。此外，ZigBee采用自组织网通信方式，有效地增强了网络的稳定性，减轻了冲突故障；其物理层采用了扩频技术，能够在一定程度上抵抗干扰；同时其还提供了三级安全模式。2ZigBee的网络结构利用ZigBee技术组建的是一种低数据传输速率的无线个域网（LowRateWirelessPersonalNetwork，LR-WPAN），网络基本成员称为“设备（Device）”，这比较适合于传感网的接入网传

7、输。网络中的设备按照功能可分为两类：全功能设备(FullFunctionDevice，FFD)和精简功能设备(ReduceFunctionDevice，RFD)。其中RFD功能简单，占用资源少，所需存储容量也小，可以用最低端的MCU实现，成本比较低，但只能作为不需要发送大量数据的终端设备，和某一特定的FFD进行通信。而FFD可以作为个域网（PAN）的协调器、路由器，也可作终端设备使用。一个网络至少需要一个协调器，即一个FFD[2]。2.1Zig