ZigBee协议栈的技术分析（论文）开题报告

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1、本科生毕业设计（论文）开题报告题口：ZigBee协议栈的技术分析学院：软件学院系专业：软件工程（嵌入式软件设计方向）班级：嵌入式055班学号：8000105201姓名：刘延国指导教师：夏灵林填表日期：年月日选题的依据及意义(一)选题依据：“索诺玛溪谷，气温急剧上升。但这家位于吉可庄园的葡萄酒正在通过每棵葡萄树上的小型无线ZigBee传感器密切地监控自己的山地。这些一枚硬币大小的机器可以跟踪土壤的温度和营养成分等数据。他们利用卫星无线发射机相互连接。”在解释ZigBee无线技术是怎么样改变我们的生活的

2、时候，《商业周刊》如是描述。然而事实后续更加美妙。ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙(Bluetooth)之间的技术方案。它此前被称作IIomeRFLite或FireFly无线技术，主耍用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准，在数T个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。最后，这些数据可以进入计算机，用于分析或者被另外一种无线技术如WiMax

3、收集。ZigBee的基础是IEEE802.15.4,这是IEEE无线个人区域网(PAN,PersonalAreaNetwork)工作组的一项标准，被称作TREE802.15.4(ZigBee)技术标准。ZigBee不仅只是IEEE802.15.4的名字。IEEE仅处理低级Mac层和物理层协议，所以ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基木节点的4kb或者作为Hub、路由器的协调器的32kbo每个协调器可连接多达255个节点，而儿个协调器则可形成一个

4、网络，对路由传输的数冃则没有限制。ZigBee联盟还开发了安全层，一保证这种便携设备不会意外泄露其标识，而冃这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得。相对于常见的无线通信标准，ZigBee协议栈紧凑简单，具体实现要求很低，只要8位处理器再配上4kbROM和64kbRAM等，就可以满足其最低需要,从而大大降低了芯片的成本。完整的ZigBee协议栈模型如下图所示。ZigBee协议栈由高层应用规范、应用汇聚层、网络层、数据链路层和物理层组成，网络层以上的I办议冇ZigBee联盟负责，IEEE则制定物理层

5、和链路层标准。应用汇聚层把不同的应用映射到ZigBee网络上，主要包括安全属性设置和多个业务数据流的汇聚等功能网络层将采用基于AdHoc技术的路由协议，除了包含通用的网络层功能外，还与底层的IEEE802.15.4标准同样省电。另外，还应实现网络的自组织和自维护，以最大程度地方便消费者使用，降低网络的维护成本。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个Zigbec网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围

6、内，它们之间可以进行相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里；另外整个Zigbec网络还可以与现有的其它的各种网络连接。而不同的是，ZigBee网络主要是为自动化控制数据传输建立的，而移动通信网主要是为语音通信建立的；每个移动基站价值一般都在百万元RMB以上，而每个ZigBee“基站”却不到1千元RMB；每个ZigBee网络节点不仅木身可以与监控对象，例如传感器连接，直接进行数据采集和监控，述可以自动小转网络节点传过来的数据资料；除此之外，每一个ZigBee网络

7、节点（RFD）还可以在门己信号覆盖的范围内，同多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点（RFD）无线连接。毎个ZigBee网络节点（FFD和RFD）可以支持多达31个的传感器和受控设备，每一个传感器和受控设备可以有8种不同的接口方式，可以采集和传输数字量和模拟量。ZigBee技术的特点包括一下几个方面：•低功耗。两节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间。•可靠性高。采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块Z间具有自动动态组网的功能，

8、信息在整个ZigBee网络屮通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。•时延短。针对吋延敏感的应用做了优化，通信吋延和从休眠状态激活的时延都非常短。•网络容量大。可支持达65000个节点。•安全。ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的AES-128o•高保密性。采用64位出厂编号并支持AES-128加密。（-）选题的意义：ZigBee技术弥补了低成本、低功耗、和低速率无线通信市场的空缺,随着正式版本ZigBee协议的公布，它将会得