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《基于低速率的短距离无线通信网络新技术_ZigBee》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、12数据通信2005年第1期新技术基于低速率的短距离无线通信网络新技术ZigBee1,211龙承志马玉秋沈树群(1.北京邮电大学电子工程学院北京100876;2.南昌大学信息工程学院南昌330029)摘要:介绍了ZigBee的技术特点及应用前景。并把它与Bluetooth、IrDA进行了对比,最后分析了ZigBee所面临的挑战。关键词:ZigBeeBluetoothIrDA无线通信网络技术按照不同的传输距离可分为等工作。无线广域网WWAN、无线城域网WMAN、无线局域1.1ZigBee
2、的主要优点网、无线个域网WPAN。无线个域网是短距离无线省电:由于工作周期很短,收发信息功耗也较通信,目前这个领域中主要应用的通信网络有Blue-低,并且采用了多种节能方式,ZigBee可以确保两节tooth(蓝牙)、IrDA(红外技术)。2002年下半年,针五号电池支持长达6个月到2年的使用时间,当然对Bluetooth市场推广不理想的现实,由美国Mo-电池的使用时间最终决定于不同的网络应用。成本torola、日本Mitsubishi、荷兰Philip、英国Invensys等低:据估计模块的初始成本在6美元左右,但相信不
3、公司联合成立了ZigBee联盟。目标是提出一种低久将能降至1.5美元左右,再有就是ZigBee协议不复杂度、低功耗、低成本、低数据速率、短距离双向通需支付专利费。可靠:由于ZigBee采用了防碰撞机信技术。目前已获得上百家公司的支持,这些公司制,同时对需要固定带宽的通信业务采用预留专用中既有半导体生产商、IP服务提供商,也有消费类时隙的策略,避免了发送数据时的竞争和冲突。在电子产品厂商、OEM商等。接入层采用确认的数据传输机制,每个发送的数据包必须等待接收点的确认信息,才可发送下一个数1ZigBee概述据包。时延短:设备
4、搜索时延典型值为30ms;休眠ZigBee名字来源于蜜蜂的通信方式,蜜蜂之间激活时延典型值为15ms;活动设备信道接入时延为是通过跳ZigZag形状的舞蹈来相互交流信息,以便15ms,能够满足大多数情况下应用的时延要求。网共享食物源的方向、距离和位置等信息。ZigBee的络容量大:一个ZigBee网络可以容纳254个从设备网络标准由IEEE802.15委员会负责制订,也称作和一个主设备。一个区域内可以同时存在最多100IEEE802.15.4技术标准。IEEE802.15工作组主个ZigBee网络。安全:ZigBee提
5、供了数据完整性检要制定了三种不同的WPAN标准,区别在于通信的查和鉴权功能,加密算法采用了AES-128。同时速率和QoS能力等:802.15.3标准是高速率的不同的应用可以依据各自的具体要求灵活确定其安WPAN标准,适合于多媒体应用,有较高的QoS保全属性。证;802.15.1标准即Bluetooth技术,具有中等速1.2ZigBee的主要应用率,适合于从蜂窝电话到PDA的通信,其QoS机制消费家用电子产品:ZigBee可广泛应用于包括适合于语音业务;802.15.4标准也即ZigBee技术,电视机、儿童玩具、门禁系统
6、和其它的家用电子产品它对数据速率和QoS的要求不高,与它的目标市场等,基于ZigBee的应用技术将成为包括Bluetooth、定位相关。IEEE802.15.4工作组主要是物理层和IrDA和RFID(射频识别)的有力竞争者。传感器网数据链路层的协议制定,其余协议参照和采用现有络领域:传感器网络被称作为未来十大技术之一,由标准。ZigBee联盟负责高层应用、测试和市场推广传感器和ZigBee设备构成监控网络,可自动采集、收稿日期:2004-10-18新技术数据通信2005年第1期13分析和处理各个节点的数据,适合
7、于农业、工业、医信号传播损耗较小,因此对于接收机的接收灵敏度学、军事等需要数据自动采集并要求网络传输的各要求可大大降低,从而获得更远的有效通信距离。个领域。ZigBee技术的其它应用还相当广泛,如照2.4GHz是全球统一的无须申请的ISM频段,对于明、安全、物流管理等。更多的应用将取决于业界标ZigBee设备的推广和降低生产成本有极大的好处。准化组织、应用开发商和用户的进一步设计与完善。2.4GHz频段有16个信道,能够提供250kbps的传输速率,2.4GHz频段物理层采用的是O-QPSK调2ZigBee技术分析制;8
8、68915MHz频段采用BPSK调制。ZigBee协议套件紧凑而简单,其具体实现要求2.3数据链路层技术分析非常低,只需要8位处理器,如80c51,协议套件软IEEE802系列标准把数据链路层分为媒质接件只需4k至32kbytes的ROM。入层MAC(mediaaccesscontrol)和逻辑
