ZigBee无线传输技术综述
ZigBee(紫蜂)技术讲解
SPA 服务接入点
应用
…
对象 1
…
端点 1 服务接入点
APS 应用支持子层
APS 信息 分析模块
网络层
公
ZDO
共
接
口
端点 0 服务接入点
SAP
服
网络
务
管理模块
接
入
点
ZDO 管理 平面
SAP
网络安全 管理模块
网络信息 分析模块
SAP 服务接入点
服
路由 管理模块
网络 管理模块
务 接 入
如下图所示。在这种网络结构中设备之间传输 数据时,可以通过路由器转发,即多跳的传输 方式,以增大网络的覆盖范围。网形拓扑结构 具有强人功能。
网状拓扑
网络拓扑
ZigBee网络的拓扑结构
ZigBee的协议架构
1. zigbee网络协议栈概述
应用程序框架
应用层
ZDO
应用 对象 240
端点 240 服务接入点
1. 紫蜂技术(ZigBee) 简介
ZigBee这个名字来源于 蜂群的通信方式:蜜蜂之 间通过跳Zigzag形状的舞 蹈来交互消息,以便共享 食物源的方向、位置和距 离等信息。借此意义 Zigbee作为新一代无线通 讯技术的命名。
紫蜂是一种高可靠的无线数传网络,类似于 CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于 移动网络基站。
2.帧定界符(SFD)为11100101,一个字节,用来标示 同步码的结束和数据包的开始。
3.物理层帧首部由一个字节组成,最高位保留,后七 位用来表示有效载荷的数据长度。
4.PSDU域是物理层携带的有效载荷,长度为0到127 字节。长度为5字节时为MPDU(确认帧),长度大于7 字节时为MAC层的有效帧,其余长度的作为保留。
Zigbee无线通信技术详解
2
一、Zigbee技术简介
二、ZigBee技术特点 • ZigBee 是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率 、低成本、低复杂度的无线网络技术; • ZigBee 采取了 IEEE 802.15.4 强有力的无线物理层 所规定的全部优点 :省电、简单、 成本又低的规格 ;ZigBee 增加了逻辑网络、网络安全和应用层; • ZigBee 的主要应用领域包括无线数据采集、无线工 业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇 自动化、医用设备控制、远程网络控制等场合;
工业控制命令、远程网络控制、家用电器控制 如鼠标键盘数据、操作杆的数据
间断性数据 反复性低反应时间数据
•
19
三、Zigbee技术应用范围
二、适合 ZigBee 技术的应用场合
• • • •
设备成本低、传输数据量小 设备体积小,不便放置较大的充电电池或者电源模块 没有充足的电源支持,只能使用一次性电池 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
20
三、Zigbee技术应用范围
三、Zigbee技术典型应用
• • • •
1、结合 Zigbee 和 GPRS 的无线数据传输 2、医疗监控系统 3、无线点餐系统 4、智能交通控制系统
智能家居zigbee技术与产品介绍
ZigBee技术产品十三大特性
• 9:采用安全性更强128位加密技术(AES, 比银行卡的DES加密安全十倍),目前在全 球还没有攻破的先例,相比传统的智能家居 降低了安全隐患。
智能家居系列产品
• 场景界面 - 主面板
当您要在家中看电影时,您要:开启电视 或投影仪、放下幕布、打开音响、调暗灯 光、拉上窗帘……这是“影院”场景。
当您要睡觉休息的时候,您要:关闭窗户、 光比灯光、打开安防设备、将空调调节成 睡眠模式、夜晚起来方便的时候,走道灯 光会自动亮起……这是“睡眠”场景。
• 无线技术
WIFI
一种短程无线传输技术,能够在数百米范围内 支持互联网接入的无线电信号。它的最大特点就是 方便人们随时随地接入互联网。但对于智能家居应 用来说缺点却很明显,功耗高、组网专业性强。高 功耗对于随时随地部署低功耗传感器是非常致命的 缺陷。另一个致命缺陷是安全性,随意买一张蹭网 卡就可以轻松破解wifi的账号和密码,这对于居家 安全是不利的。虽然wifi非常普及,但在智能家居 的应用中只是起到辅助补充的作用。
结论:智能家居产品的用户是万千普罗大众,也只有他们 才能给产业带来无穷的利润。如果不考虑普通用户的需求, 产品安装复杂,又存在着技术方面的先天缺陷,必然不为用 户所接受。无法快速打开市场,损失绝大部分的利润。
ZigBee与其他同类技术的比较
• 对比总结
使用感官对比:
物联传感ZigBee产品:ZigBee具有双向通信功能,家里灯 光电器的状态实时可见。响应速度超快,一个网关同时操作 2500个设备,全部开启时间不过1.2秒。
zigbee技术简介
zigbee技术简介【正文】ZigBee是一种短距离无线通信技术,广泛应用于物联网、家庭自动化、工业自动化等领域。
它以低功耗、低复杂度和低数据传输速率为特点,是一种非常适合于传感器网络的通信协议。
ZigBee技术的出现源于对传统无线通信技术的不足之处的认识。
之前的无线通信技术大多对功耗要求较高,难以应用于需要长期运行的低功耗设备。
而ZigBee技术则专注于解决此类问题,使得各种传感器和移动设备能够通过无线网络进行低耗能的通信。
ZigBee技术采用了IEEE 802.15.4标准,利用2.4GHz频段进行通信。
这一频段已经被工业、科学和医疗(ISM)设备广泛使用,因此ZigBee能够与其他设备共享频谱,提高了通信的灵活性和可靠性。
ZigBee的网络结构非常简单灵活,可以根据应用的需求组成不同类型的网络。
它采用星型拓扑结构,其中一个设备充当协调器的角色,其他设备则作为终端节点进行通信。
这种结构使得网络的建立和维护非常方便,能够适应复杂环境中的通信需求。
另外,ZigBee还采用了分散式的时间频率分割多址(CSMA/CA)机制,用于协调网络中各个设备的通信。
这种机制能够有效减少冲突和碰撞,提高数据传输的可靠性和稳定性。
由于ZigBee技术的特点和优势,它在物联网领域得到了广泛的应用。
在家庭自动化中,ZigBee可用于实现智能家居控制系统,例如灯光控制、温度调节、安防监控等。
其低功耗和低复杂度的特点使得设备能够长时间运行,并且与其他无线设备无缝集成。
在工业自动化中,ZigBee技术也具备适应复杂环境的能力。
它可以用于监测温度、湿度、压力等参数,并将数据传输到上位机进行处理和分析。
同时,ZigBee技术的数据传输速率虽然不高,但足以满足大部分传感器网络的需求。
尽管ZigBee技术具有众多的优点,但也存在一些局限性。
由于其低数据传输速率,不适用于高带宽的应用场景。
此外,2.4GHz频段的使用会受到其他设备的干扰,造成通信质量下降。
Zigbee无线通信技术分析讲解1
三级安全模式
高安全 短时延
近距离 15ms 30ms
10~100m 1~3km
ZigBee的频带和数据传输率
频带 2.4GHz 868MHz 915MHz 780MHz (ATMEL FIRST) 国 欧 球 围 数据传输 250 kbps 20 kbps 40 kbps 250 kbps 16 1 10 4 数
ZigBee网络中传输的三类数据
周期性数据: 周期性数据:如家庭中水、电、气三表数据的传输;烟雾传感器 间断性数据:如电灯、家用电器的控制等数据的传输 间断性数据: 反复性的低反应时间的数据: 反复性的低反应时间的数据:如鼠标、操作杆传输的数据
100
1000
短 程 < < < < > > > > 程
文本Biblioteka 因特网/声音 因特网 声音
压缩图片 多通道数字图像
实际数据传输率> 低<实际数据传输率>高
线网络标
较
近距离无线通信技术
Zigbee技术及特征 技术及特征
IEEE802.15.4
ZigBee协议栈 Zigbee技术应用领域
什么是zigbee
器 RF功率放大器 RF 放大器 线 电源 线 电源
短距离无线通信技术特点
发射功率:几微瓦~100微瓦 通信距离:几厘米~几百米 主要在房间内使用 全向天线和线路板天线 不需要申请无线频道 高频操作
UWB NFC
短程无线网络标准
WWAN
传 输 范 围
WMAN
WLAN
WPAN
0.01
0. 1 1 10 数据传输率( 数据传输率(Mbps) )
上层软件包及应用描述 兼容性及认证测试 商标
ZigBee技术的无线传感网络研究
ZigBee技术的无线传感网络研究一、引言随着物联网的迅速发展,无线传感网络技术正逐渐成为现代通信领域的研究热点。
作为无线传感网络技术的一种重要的代表,ZigBee技术以其低功耗、低成本、自组织以及可靠性高等特点,被广泛应用于家庭自动化、智能环境监测、工业控制、医疗健康等领域。
本文将对ZigBee技术的无线传感网络进行深入研究和探讨。
二、ZigBee技术的概述ZigBee技术是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速、低功耗、短距离的无线通信技术。
与其他无线传感网络技术相比,ZigBee技术具有以下几个突出特点。
1. 低功耗:ZigBee技术采用了休眠唤醒技术,节点在不进行通信时会进入休眠状态,大大降低了能耗,因此非常适用于需要长时间运行的设备。
2. 低成本:ZigBee技术的硬件成本较低,且协议栈的内存要求也不高,这使得其在大规模部署中有着较大的优势。
3. 自组织性:ZigBee网络中的节点可以自动进行组网和组网优化,无需手动配置,降低了部署和维护的复杂性。
4. 可靠性高:ZigBee技术采用了AES-128位加密算法,保障了数据的安全性,同时还具备网络重组能力和自愈能力,保证了网络的高可靠性。
ZigBee技术适用于对功耗和成本要求较高,对数据传输距离较短,且对网络可靠性有一定要求的应用场景。
三、ZigBee技术的无线传感网络架构ZigBee技术中的无线传感网络通常由网络协调器(Coordinator)、路由器(Router)、终端设备(End Device)三种类型的节点组成。
1. 网络协调器:网络协调器是ZigBee网络的核心,负责启动和维护网络,处理网络配置和管理,协调网络中其他节点的通信。
一个ZigBee网络中只能有一个网络协调器。
2. 路由器:路由器主要是用来转发数据包的中间节点,可以帮助网络协调器扩大网络范围,提升网络的容量和覆盖范围。
3. 终端设备:终端设备通常是网络中的传感器或执行器,负责采集数据或执行相应的动作,它们不能转发数据包,只能与网络协调器或路由器进行通信。
最新ZigBee(紫蜂)技术讲解
MAC层功能
(1)网络协调器产生网络信标; (2)与信标同步; (3)支持个域网链路的建立和断开; (4)为设备的安全提供支持; (5)信道接入当时采用免冲突载波检测多址接
协调器(ZigBee Coordinator,ZC)必须是FFD,一 个ZigBee网络有且仅有一个协调器,它的任务包括 网络启动,信道选择,16位网络设备地址分配,发 送时间信标,维护网络,具有最多的存储空间和计 算能力。
路由器(ZigBee Router,ZR)必须是FFD,任务包 括数据存储转发,邻居发现,路由发现和维护。
(2)传输可靠,抗干扰强。采用DSSS直接序列扩频技 术,以化整为零的方式将一个信号分为多个信号,抗 干扰性强。 ZigBee采用了载波侦听多址/冲突避免 (CSMA/CA) 的信道接入方式和完全握手协议。MAC 层采用了回复确认的数据传输机制, 提高了可靠性。
(3)低成本。由于ZigBee协议栈设计简练,因此,它 的研发成本相对较低。通信模块在2美元左右,蓝牙 模块在8美元左右。
2.物理层协议规范—频段
物理层协议规范—频段
868 MHz 物理层 信道 0
915 MHz 物理层
信道 1~10
2 MHz
868.3 MHz 2.4 GHz 物理层
902 MHz 信道 11~26
908 MHz 5 MHz
2.4 GHz
Zigbee频率和信道分布
2.4835 GHz
3. MAC层协议规范
无线传感网络技术 第一章 ZigBee技术概述
定义:由分布在给定局部区域内足够多的无线传感器节点构成的 一种新型信息获取系统,每一个传感器节点都具有一种或多种感 知器,并且具有一定的计算能力,同时还具有一定的无线通信能 力。
特点:无线传感器网络作为一种无线自组织网络,它是没有预定基 础设施支撑的自组织可重构的多跳无线网络。在该网络中,网络的 拓扑、信道的环境、业务的模式随节点的移动而动态改变。无线自 组织网络可以快速地为民用和军事应用建立通信平台。
PIC18F4620 A222222 MSP430
CC2420 CC2520
CC2520+MSP430
ZIGBEE/IEEE802.15.4 Development Kit开发包
单芯片模式 CC2430
CC2431 CC2530
CC2630
第一部分 zigbee基础知识
1.4 ZIGBEE技术
ZIGBEE技术特点
技术 特点
• 低速率:ZIGBEE 可以提供三种原始数据吞吐率,分别为250kbps(2.4GHz)、40kbps(915MHz)、
否
支持,1密钥
支持,多密钥
消费电子(少量 住宅(节点数量300个 住宅(节点数量300 商业及工业(节点数量
节点)
以下)
个以下)
1000个以上)
第一部分 zigbee基础知识
1.4 ZIGBEE技术
ZIGBEE硬件解决方案
外挂模式
处理器
ZIGBEE收发器
2.4G放大芯 片CC2591
解决 方案
推出ZIGBEE RF4CE。它 专门为简单 ,双向,点 对点控制的 应用而设计 资源要求低
ZIGBEE IP Specification发布 。ZIGBEE IP 是第 一个基于IPv6 全无 线网状网络解决方 案的开放标准,可 以实现物联网与互 联网相连,为控制 低功耗、低成本的 装置提供无缝衔接 的互联网连接
物联网中的无线传输技术综述
物联网中的无线传输技术综述物联网(Internet of Things,简称IoT)作为信息技术领域的前沿研究方向,已经对我们的生活和工作产生了深远的影响。
而无线传输技术作为物联网的基础之一,起到了连接和交互各种智能设备的关键作用。
本文将综述物联网中的无线传输技术的发展及其应用领域,旨在为读者提供对物联网无线传输技术的深入理解。
自从20世纪60年代以来,无线传输技术在物联网中的应用得到了日益增长的关注。
物联网的核心概念是通过无线传输技术将各种智能设备连接在一起,实现设备之间的互联互通。
无线传输技术在传感器网络、智能家居、智能交通、智能医疗等众多领域都发挥着重要作用。
首先,传感器网络是物联网的重要组成部分,无线传输技术起到了关键的连接和通信作用。
无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)是由一组部署在无线传感器节点上的传感器和无线通信设备组成的网络。
传感器节点可以采集物理量、环境数据等信息,并通过无线传输技术将数据传输到网络中的中心节点。
无线传输技术使得传感器网络可以覆盖广泛的地域,实现对环境和设备状态的实时监测和控制。
其次,在智能家居领域,无线传输技术为各种智能设备的互联互通提供了关键的支持。
通过无线传输技术,居民可以通过智能手机或其他智能终端设备控制家里的灯光、空调、电视等各种设备。
同时,智能家居系统还可以通过无线传输技术收集和分析用户的生活习惯和偏好,提供个性化的智能服务,提高家居的安全性和便利性。
再次,智能交通系统也是物联网中无线传输技术的一个重要应用领域。
通过无线传输技术,交通信号灯、道路监控摄像头、智能停车系统等设备可以实现互联互通,从而提高交通的效率、安全性和便利性。
无线传输技术的应用使得交通系统能够实时监测和管理交通流量,自动调整信号灯的时序,提供实时的交通信息,减少交通拥堵和事故发生的可能性。
此外,无线传输技术在智能医疗领域也起到了重要的作用。
通过无线传输技术,医疗设备可以实现远程监测和控制,医护人员可以随时随地获取患者的健康数据。
ZigBee无线通信技术及其应用研究
ZigBee无线通信技术及其应用研究二、ZigBee无线通信技术的概述ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信技术,它通过短距离无线通信连接各种设备,实现设备之间的数据传输和通信。
ZigBee技术在物联网中有着广泛的应用,例如智能家居、智能建筑、智能健康等领域。
ZigBee技术具有以下特点:1. 低成本:ZigBee技术采用低成本的硬件和简单的协议,可以降低物联网设备的生产成本。
2. 低功耗:ZigBee设备的功耗非常低,可以使用电池供电,并且长时间不需要更换电池。
3. 短距离通信:ZigBee的通信距离通常在10-100米左右,非常适合局域网的应用场景。
4. 自组网:ZigBee设备可以通过自组网技术组成网络,实现设备之间的互联互通。
5. 多对多通信:ZigBee网络支持多对多的通信连接,可以满足复杂的物联网应用场景。
三、ZigBee无线通信技术的核心技术1. IEEE 802.15.4标准:ZigBee技术基于IEEE 802.15.4标准,该标准规定了物联网设备之间的无线通信协议和数据传输规范。
2. ZigBee协议栈:ZigBee协议栈是ZigBee技术的核心部分,包括应用层、网络层、MAC层和PHY层,实现了设备之间的通信连接和数据传输。
3. ZigBee路由协议:ZigBee网络采用了一种高效的路由协议,可以自动调整网络拓扑结构,实现设备之间的快速通信和数据传输。
4. ZigBee协调器:ZigBee网络中的协调器负责管理整个网络,包括网络的组网、设备注册、路由管理等功能。
四、ZigBee无线通信技术的应用研究1. 智能家居应用:ZigBee技术被广泛应用于智能家居领域,通过ZigBee设备可以实现灯光控制、温度控制、安防监控等功能。
2. 工业自动化应用:ZigBee技术可以在工业自动化领域实现设备之间的数据采集和控制,提高生产效率和节能减排。
3. 智能医疗应用:ZigBee技术可以应用于智能医疗设备中,实现医疗数据的实时采集和传输,提高医疗服务的质量和效率。
zigbee无线方案
zigbee无线方案Zigbee是一种广泛应用于物联网中的无线通信协议。
它基于IEEE 802.15.4标准,并专注于低功耗、低数据速率和短距离通信。
由于Zigbee的独特特性和诸多优势,它成为了许多智能家居、工业控制和传感器网络等领域的首选无线通信方案。
一、Zigbee无线方案简介Zigbee无线方案是一种基于Mesh(网状)拓扑结构的无线网络系统。
它由一个集中式的协调器(Coordinator)以及多个分布式的终端设备(End Device)组成。
协调器负责网络的管理和控制,而终端设备则具备传感数据采集和控制继电器等功能。
在Zigbee网络中,每个终端设备既可以是数据的源头,也可以是数据的转发节点。
这种多对多的网络拓扑结构使得Zigbee在大规模传感器网络中具有出色的灵活性和可扩展性。
二、Zigbee无线方案的优势1. 低功耗:Zigbee无线方案使用了低功率的射频技术,使得终端设备的电池寿命得以延长,适用于长期运行的物联网应用。
2. 高可靠性:Zigbee采用了自组织的Mesh网络结构,如果某个节点出现故障或中断,其他节点会自动找到新的路径,确保数据的可靠传输。
3. 强大的网络容量:Zigbee支持上千个终端设备同时连接到一个协调器,可以满足多种应用场景下的需求。
4. 快速响应时间:Zigbee网络使用分散式网络技术,具备较低的延迟,可以实现实时数据采集和迅速的控制指令传递。
5. 安全性:Zigbee采用了128位AES加密算法,确保数据的安全传输。
三、Zigbee无线方案的应用1. 智能家居:Zigbee无线方案可以实现智能灯光控制、门窗监测、智能家电控制等功能,提升家居的便利性和舒适度。
2. 工业控制:Zigbee无线方案广泛应用于工业自动化领域,可以进行设备状态监测、远程控制以及数据采集等任务。
3. 智能农业:结合传感器网络和Zigbee无线方案,可以实现对农田环境的实时监测和精细管理,提高农作物的产量和质量。
zigbee无线方案
zigbee无线方案ZigBee是一种低功耗、短距离无线通信技术,被广泛应用于物联网和智能家居领域。
本文将探讨ZigBee无线方案的原理、特点以及在不同领域的应用。
一、ZigBee无线方案的原理ZigBee无线方案基于IEEE 802.15.4标准,采用2.4GHz的ISM频段进行通信。
该方案通过创建一个自组织、自适应的无线网络,实现设备之间的低功耗、低数据传输速率的通信。
ZigBee网络由一个协调器(Coordinator)、若干个路由器(Router)和若干个终端设备(End Device)组成。
协调器作为网络的控制中心,负责网络的管理和数据的路由。
路由器可以与其他设备进行通信并转发数据,终端设备则主要用于传感器数据的采集。
二、ZigBee无线方案的特点1. 低功耗:ZigBee设备在待机时能耗极低,在传输数据时也能保持较低的功耗,适合长时间运行的应用场景。
2. 低速率:ZigBee网络的数据传输速率较低,适用于对数据传输实时性要求不高的场景,如温度、湿度等环境监测。
3. 自组织网络:ZigBee设备能够自动组网,设备之间的网络拓扑结构可以根据需求进行动态调整,提高了网络的灵活性和扩展性。
4. 安全性:ZigBee网络支持多种安全机制,如加密、认证等,保障数据的机密性和完整性,并防止网络遭受恶意攻击。
5. 成本低廉:ZigBee芯片和设备的成本相对较低,使其成为物联网和智能家居等领域的常用无线通信技术。
三、ZigBee无线方案的应用1. 智能家居:ZigBee无线方案广泛应用于智能家居领域。
通过ZigBee技术,灯光、窗帘、温控设备等可以相互连接,实现智能化的远程控制和自动化管理,提升居住的舒适度和便利性。
2. 工业控制:ZigBee无线方案在工业自动化控制中也得到广泛应用。
通过部署ZigBee传感器网络,可以实现对工作环境、设备运行状态等参数的实时监测和控制,提高生产效率和安全性。
3. 物流跟踪:ZigBee无线方案可以应用于物流行业中的货物跟踪和管理。
ZIGBEE技术及协议
ZIGBEE技术及协议ZigBee技术及协议是一种基于无线通信的网络协议,它为低功耗设备之间的通信提供了一种简单、低成本的解决方案。
ZigBee技术及协议在物联网、智能家居、工业自动化等领域得到了广泛应用。
本文将详细介绍ZigBee技术及协议的基本原理、特点及应用。
一、ZigBee技术及协议基本原理ZigBee技术及协议基于IEEE 802.15.4标准,它是一种短距离、低功耗的无线通信技术,操作频率在2.4GHz、868MHz及915MHz三个频段。
ZigBee技术采用了自组织、自动路由、分布式网络的概念,可以实现大规模的无线传感网络,支持千万级的节点数量。
ZigBee协议是一种基于星型或网状拓扑结构的网络协议,它通过对数据包的传输进行优化,实现了低功耗和低延时的通信效果。
ZigBee设备通常由协调器(Coordinator)、路由器(Router)和终端节点(End Device)组成,协调器负责网络的管理和控制,路由器负责数据包的转发,终端节点负责数据的采集和传输。
二、ZigBee技术及协议的特点1.低功耗:ZigBee设备采用了睡眠和唤醒的方式来降低功耗,终端节点可以通过休眠来降低功耗,并且可以根据需要定期唤醒进行通信。
2.低速率:ZigBee技术的传输速率相对较低,通常在250Kbps以下。
这使得ZigBee技术非常适合传输小量数据和低频率的通信。
3.低成本:ZigBee设备采用了低成本的硬件和软件设计,可以降低设备的制造成本,提高设备的可扩展性。
4.安全性:ZigBee协议支持AES 128位加密算法,保护网络通信的安全性,防止数据被非法访问和篡改。
5.自组织性:ZigBee设备可以自动组建网络,无需人工干预,可以方便地扩展网络规模。
三、ZigBee技术及协议的应用1.物联网:ZigBee技术及协议在物联网领域被广泛应用,可以实现智能家居、智能能源管理、智能健康监测等功能。
通过ZigBee技术,各种传感器和控制设备可以实现互联互通,实现信息的采集和传输。
Zigbee新一代无线网络的综述
【高新技术产业发展】一§荔鬟Zigbee-.新一代无线网络的综述高蔚兰(贵州大学计算机科学与信息学院贵州贵阳550025)裂蹴YVALLE.L摘要:IEEE802.15.419准是tEEE针对低速率无线个人区域网络(Low—rateWirelessPersonalAreaNetwork,LR—WPAN)制定的标准,旨在为低功耗的通信设备提供一种经济、高效的无线网络。
ZigBee协议采用IEEE802.15.4标准的物理层和链路层.并在其E增加了网络层、安全模块和应用支持于层等模块,从而实现了丈区域网络覆盖。
ZigBee由于其在低功耗、低复杂度、自组织等方面的优势,逐渐成为,无线传感器网络的首选通信协议。
关键词:Zigbee技术;zigbee协议栈:zigbee应用中围分类号jTP3文献标识码:A文章编号:1671--7597(2010)0720021--021Zigbee技术概述无线网络采用zigbee方式进行数据传出。
Zigbee是一种基于IEEES02.15.4标准的短距无线通信标准。
它是为实现家庭及办公室自动化的控制系统,医疗保健设备及自动化检查系统的通信应用,以及传感器之问的数据传送而开发的。
IEEE802.15.4标准与2003年5月制定完成,IEEE802.15.4协议与其他无线网络相比,突出的优点是:组网能力强。
适应面广,可靠性高,节能性好。
Zigbee是一个低功耗,低成本,低数据速率,网络容量大,自动动态组网,数据传输可靠,安全。
该技术成本低允许将广泛用于无线控制和监控鹿用,低功耗部署允许使用较小的电池寿命更长,而网状网络提供高可靠性和更大的范围。
2Zigbee协议栈Zigbee标准采用分层结构,根据开放式通信系统瓦联(OpenSystemInterconnection,0SI)模型。
从F往上具有物理层、数据链路层、网络层、应用支持子层和应用层。
从网络层以上的协议由Zigbee联盟(ZigbeeA1liance)制定,IEEE802.15.4标准定义物理层(Physicallayer,PHY)和数据链路层(MediumAccessControllayer,MAc)。
ZigBee无线通信网络技术综述
ZigBee无线通信网络技术综述摘要:介绍了ZigBee网络的特点以及应用前景,并将之与现今常见的几种无线通信标准做比较,从而阐述了ZigBee网络独特的优越性,分析ZigBee网络的应用现状以及今后发展的方向。
关键词:无线传感器网络802.15.4标准ZigBee网络1、引言无线传感器网络是涉及了传感器技术、计算机技术、网络及无线通信技术、自动控制技术等多学科的一种综合性技术[1]。
ZigBee技术是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本无线网络技术。
目前ZigBee网络已经得到越来越广泛的重视和应用。
2 、ZigBee网络及其特点2.1 ZigBee协议栈的组成ZigBee网络的协议栈结构是由一些层所构成的[2]。
一个完整的ZigBee协议栈从上至下由应用层、应用汇聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。
结构示意图如图1所示:图1 ZigBee协议栈组成结构示意图应用层的标准规范由ZigBee 联盟制订,ZigBee应用层定义了各种类型的应用业务,是协议栈的最上层用户。
应用汇聚层负责把不同的应用映射到ZigBee 网络层上。
ZigBee联盟制订的网络层的主要功能包括设备连接和断开网络时所采用的机制,以及拓扑管理、MAC管理、路由管理和安全管理。
ZigBee数据链路层又可分为逻辑链路控制子层(LLC)和介质访问控制子层(MAC)。
2.2 ZigBee网络的拓扑结构ZigBee协议中明确定义了三种拓扑结构:星状结构、混合状结构和网状结构,如图2所示。
图2 ZigBee网络的拓扑结构星状拓扑组网简单、成本低,但网络覆盖范围有限,可靠性不足,一旦中心节点发生故障,所有与之相连的网络节点的通信都将中断。
网状拓扑具有可靠性高、覆盖范围大的优点,但电池使用寿命短、路由管理复杂。
2.3 ZigBee网络的特点ZigBee网络是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,每个ZigBee数传模块类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,它们之间可以进行相互通信;另外整个ZigBee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。
基于ZigBee技术的无线
未来展望
拓展应用领域
Zigbee技术将继续拓展应用领域,如智能交通、智能医疗等,为更 多行业提供无线通信解决方案。
技术创新
Zigbee技术将不断进行技术创新和升级,提高数据传输速率、降低 功耗、增强安全性等方面的性能,满足不断变化的市场需求。
与其他技术的融合
Zigbee技术将积极与其他无线通信技术进行融合和互补,形成更加完 善的无线通信网络,为用户提供更加便捷、高效的服务。
短距离通信
Zigbee技术主要适用于短距离无线通信,通常在10-100米的范围内,通过多跳(multi-hop) 方式可扩展通信距离。
Zigbee无线通信协议
分层协议栈
Zigbee协议栈包括物理层 (PHY)、媒体访问控制层 (MAC)、网络层(NWK)、 应用层(APL)等,各层协议协 同工作实现无线通信功能。
Zigbee无线传感器网络负责采集 环境参数和设备状态信息,并将 其传输到中央控制器。
中央控制器负责处理传感器网络 传输的信息,并根据预设规则或 用户指令控制家居设备的运行。
家居设备接口负责与中央控制器 通信,接收控制指令并控制设备 的运行。
基于Zigbee技术的智能家居系统架构 包括Zigbee无线传感器网络、中央控 制器、家居设备接口和用户界面四个部 分。
无线传感器网络可实现家居环境的智能感 知和控制,如温度、湿度、光照等自动调 节,提高居住舒适度和节能效果。
农业应用
工业应用
无线传感器网络可用于农田环境信息的实 时监测和数据采集,为精准农业和智能农 业提供技术支持。
无线传感器网络可用于工业设备的状态监 测和故障诊断,提高生产效率和设备维护 水平。
04 基于Zigbee技术的智能 家居系统
zigbee无线方案
zigbee无线方案Zigbee是一种用于低功耗、短距离、低速率无线通信的协议。
它基于IEEE 802.15.4标准,提供了一种有效的解决方案,用于在物联网(IoT)设备之间进行通信和数据传输。
本文将探讨Zigbee无线方案的原理、特点以及应用领域。
一、Zigbee无线方案的原理Zigbee无线方案基于IEEE 802.15.4标准,采用低功率、低速率的方式进行通信。
它采用了星形拓扑结构,其中一个设备充当协调器的角色,负责网络的管理和协调其他设备的通信。
其他设备作为终端节点,与协调器进行通信。
Zigbee采用2.4GHz频段进行无线通信,其中包括16个可用的通信信道。
它还支持多通道传输,以减少物理干扰因素。
此外,Zigbee还具有自动路由功能,可以根据网络拓扑动态选择最佳的数据传输路径。
二、Zigbee无线方案的特点1. 低功耗:Zigbee采用了睡眠模式和快速唤醒技术,以最大限度地延长设备的电池寿命。
它可以在低功耗的情况下进行长期通信。
2. 网络容量大:Zigbee网络可以支持大约65000个设备,使其成为大规模物联网部署的理想选择。
3. 高安全性:Zigbee采用了AES-128位加密算法,确保通信的机密性和数据完整性。
此外,它还支持认证和密钥协商机制,以防止未经授权的设备进入网络。
4. 快速响应时间:由于Zigbee的低延迟特性,它适用于对实时性要求较高的应用,例如智能家居和工业自动化。
5. 自组网能力:Zigbee网络具有自组网功能,可以根据网络拓扑和设备之间的距离自动调整和优化网络结构。
三、Zigbee无线方案的应用领域1. 智能家居:Zigbee被广泛应用于智能家居领域,用于控制家庭设备,如灯光、门锁、温度和湿度传感器等。
它提供了方便、安全的家居自动化解决方案。
2. 工业自动化:Zigbee无线方案在工业自动化中发挥着重要作用。
它用于监测和控制工厂设备、传感器网络以及机器对机器(M2M)通信。
ZigBee技术概述
ZigBee技术概述1ZigBee技术简介 (1)2 ZigBee结构 (2)2.1物理层 (2)2.2 MAC层 (4)2.3 网络层 (6)2.4 应用层 (7)1ZigBee技术简介ZigBee技术是一种近距离、低功耗、低成本、低传输速率的具有统一技术标准的短距离无线通信技术,符合IEEE 802.5.4标准,主要适用于工业、家庭自动控制以及远程控制领域,目的是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制。
ZigBee技术并不是完全独有、全新的标准。
它的物理层、MAC层采用了IEEE 802.15.4(无线个人区域网)协议标准,并在此基础上进行了完善和扩展。
其网络层、应用会聚层和高层应用规范由ZigBee联盟进行了制定。
根据IEEE 802.15.4协议标准,ZigBee的工作频段分为3个频段,这3个工作频段相距较大,而且在各频段上的信道数目不同,因而,在该项技术标准中,各频段上的调制方式和传输速率不同。
它们分别为868MHz、915MHz和2.4GHz,其中2.4GHz频段上,分为16个信道,该频段为全球通用的工业、科学、医学(ISM)频段,且该频段为免付款、免申请的无线电频段,在该频段上,数据传输速率为250kbPs,另外两个频段为868/915MHz,其相应的信道数分别为10个信道和1个信道,传输速率分别为40kbPs和20kbPs。
在网络性能上,ZigBee设备可构造星型网络或者点对点网络,在每一个ZigBee组成的无线网络内,连续地址码分为16bit短地址或者64bit长地址,可容纳的最大网络设备个数分别为216个和264个,具有较大的网络容量。
在无线通信技术上,采用免冲突多载波信道接入(CSMA/CA)方式,有效地避免了无线电载波之间的冲突,此外,为保证数据传输的可靠性,建立了完整的应答通信协议。
ZigBee设备为低功耗设备,其发射功率为,通信距离为30-70m,具有能量检测和链路质量指示能力,根据这些检测结果,设备可自动调整发射功率,在保证通信链路质量的条件下,最小地消耗设备能量。
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