zigbee简介_ppt
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第三章 zigbee网络原理与开发PPT课件
1.2 短距离无线网络的分类
1.2 短距离无线网络的分类
1.2 短距离无线网络的分类
1.2 短距离无线网络的分类
1.2 短距离无线网络的分类
1.2 短距离无线网络的分类
1.2 短距离无线网络的分类
1.2 短距离无线网络的分类
1.2 短距离无线网络的分类
1.3 ZIGBEE 版本介绍
1.1 无线网络数据传输协议对比
1.1 无线网络数据传输协议对比
Zigbee与现有标准传输协议的比较：
1.1 无线网络数据传输协议对比
因此：Zigbee数据 速率较低，不适 用于传输大数据 量的应用领域。
1.2 短距离无线网络的分类
1.2 短距离无线网络的分类
1.2 短距离无线网络的分类
1.3 一个例程
我们通过上面的点亮 LED例子来说明这个功能 的使用方法。
void main(void) { P1DIR = 0xFF; while(1)
首先修改工程的代码， {
在这里我们要实Βιβλιοθήκη 两个设#ifndef Blink_LED
备在一个工程中实现不同 的功能，两个模块的名称 分别定义为：Blink_LED 和Open_LED。实现的功
2007年底，ZigBee PRO推出。
目前已经吸引了一些最具创新性和在世界知名的组织，如华 为、罗格朗、施耐德、飞利浦、霍尼韦尔等知名企业，一个 由400多家企业和其他组织构成的非营利性开放联合体，
1.4 ZIGBEE无线网络通信信道分析
信道编号
中心频率/MHz 信道间隔/MHz 频率上限/MHz 频率下限/MHz
主要内容
3.1 Zigbee简介 3.2 Zigbee开发环境及调试 3.3 Zigbee 硬件简介 3.4 Zigbee无线传感器网络开发基础 3.5 Zigbee无线传感器网络高级开发 3.6 Zigbee无线传感器网络管理 3.7 Zigbee 无线传感器网络开发实例
基于ZigBee技术的无线PPT
03
2. 集中管理
通过中央控制器或智能终端，实 现对家庭设备的集中管理和控制
。
02
1. 无线连接
通过无线通信技术，实现家庭设 备的互联互通，无需布线，方便
安装和使用。
04
3. 智能控制
根据用户需求和环境变化，自动 调整设备的工作状态，实现智能
化管理。
基于Zigbee技术的无线智能家居系统架构
Zigbee技术
基于Zigbee技术的无线
• Zigbee技术简介 • Zigbee无线通信技术原理 • 基于Zigbee技术的无线传感器网络 • 基于Zigbee技术的无线控制系统
• 基于Zigbee技术的无线智能家居系 统
• 基于Zigbee技术的无线医疗系统
01
Zigbee技术简介
Zigbee技术的定义
05 便携式设备
无线医疗系统是指利用无 线通信技术，实现医疗设 备、传感器和系统之间的 信息传输和数据交换，从 而为患者提供实时、远程 的医疗服务。
无需线缆连接，方便设备 移动和位置调整。
能够实时监测患者的生理 参数和健康状况。
实现远程诊断、治疗和健 康管理。
便于携带，适用于家庭、 医院和移动医疗应用。
02
Zigbee无线通信技术原理
Zigbee无线通信技术概述
Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个域 网（WPAN）协议，用于短距 离、低功耗的无线通信。
它适用于各种应用，如智能家 居、工业自动化、环境监测等 领域。
Zigbee技术具有低成本、低功 耗、低复杂度等特点，可实现 多点对多点的无线通信。
康复治疗
在康复中心或医院中，通过无线 医疗系统对患者的康复情况进行 实时监测和记录，为医生提供科
zigbee简介_pptZigBee是一组基于IEEE 802.15.4无线标准研制开发的,有关组网、安全和应用软件方面的技术,I
ZigBee和简单无线通讯之间 最大区别
• 简单的点到点，点到多点通讯（目前很多这样的 数传模块），包装结构比较简单，主要为同步序 言，数据，校验几部分组成。而ZigBee是采用数 据帧的概念，每个无线帧包括了大量无线包 装， 包含了大量时间，地址，命令，同步等信息，真 正的数据信息只占很少部分，而这正是ZigBee可 以实现网络组织管理，实现高可靠传输的关键。 • 同时，ZigBee采用了MAC技术和DSSS （直扩 序列调制）技术，能够实现高可靠，大规模网络 传输。
应用ZigBee可组成多种网络拓扑结构 最重要的是网状网络（Mesh)
ZigBee节点类型
节点工能介绍
• 1.协调器 • 上电启动和配置网络（例如设定网络标示符 ，选择信道）， 一旦完成后相当于路由器功能。 • 2.路由器 • (1)允许其他网络设备加入 (2)多路跳由 (3)协助电池供电的子节点通信 (4)自己作为终端节点应用 3 终端节点 向路由节点传递数据，可选择睡眠与唤醒。 （路由因不断转发数据需电池供电，终端节点电池供电)
Zigbee是IEEE 802.15.4的扩展
• 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，而 ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了 标准化。 • ZigBee联盟还开发了安全层。
Zigbee技术的表现形式
• 由各种软件代码，分层次 组成的软件协议栈。 • 代码分类：应用层， 应用安全层，网络层， MAC层等等。 • 代码形式：源代码和库文件。
协议栈核心—网络层
• ZigBee协议栈的核心部分在网络层。网络 层主要实现节点加入或离开网络、接收或 抛弃其他节点、路由查找以及传送数据等 功能，支持Cluster-Tree，AODVjr， Cluster-Tree＋AODVjr等多种路由算法， 支持星形（Star）、树形（ClusterTree）、网格（Mesh）等多种拓扑结构
《zigbee技术》课件
Zigbee技术在工业自动化领域的应用 前景同样不可小觑，可以实现设备的 远程监控、数据采集和自动化控制等 功能。
智能城市
Zigbee技术在智能城市领域也有着广 阔的应用前景，可以实现智能交通、 智能环保、智能安防等功能的智能化 管理。
THANKS
感谢观看
05
Zigbee技术发展趋势 与展望
Zigbee技术发展现状
01
全球Zigbee技术应用情况
Zigbee技术在全球范围内得到了广泛的应用，尤其在智能家居、工业
自动化、智能农业等领域。
02
中国Zigbee技术发展现状
中国在Zigbee技术方面也取得了一定的进展，在智能家居、智能城市
等领域得到广泛应用，但与国际先进水平仍存在一定差距。
智能农业系统中的Zigbee技术应用
智能灌溉
利用Zigbee技术实现农田的智能灌溉，根据土壤湿度和植物需 求进行精准灌溉。
智能温室控制
通过Zigbee技术实现温室的温度、湿度、光照等环境的自动调 节，提高农作物产量和品质。
农业物联网
利用Zigbee技术将各种农业传感器和设备连接起来，实现农业 生产的全面数字化和智能化。
详细描述
Zigbee技术是一种无线通信技术，基于IEEE 802.15.4标准，主要用于短距离、 低功耗的无线通信应用。它采用无线电波进行数据传输，适用于各种低速、低 成本、低功耗的无线通信场景。
Zigbee技术的特点
总结词
Zigbee技术具有低功耗、低成本、低速率、 高可靠性等特点。
详细描述
Zigbee技术具有以下特点
04
Zigbee技术应用案例
智能家居系统中的Zigbee技术应用
01
ZigBee技术及其应用 ppt课件
精简功能设备(RFD)：只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。 附带有限的功能来控制成本和复杂性 在网络中通常用作终端设备。
ZigBee技术及其应用
主要内容
什么是ZigBee ZigBee应用场景 ZigBee的协议模型 ZigBee的解决方案 应用ZigBee进行电子信息系统开发
什么是ZigBee ?
➢ ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据 速率、低成本的无线网络技术。
➢ 物理层协议：IEEE 802.15.4，采用直接序列扩频技术。可 用的频段有3个，分别是2.4GHz的ISM频段、欧洲的868MHz频 段、以及美国的915MHz频段。
照明开关＋光暗控制 可根据光线亮度自动
调节 网络可随意增添传感
器
主要内容
什么是ZigBee ZigBee应用场景 ZigBee的协议模型 ZigBee的解决方案 应用ZigBee进行电子信息系统开发
ZigBee的协议模型
对数据进行加密，保证数据的完整性。
路由，保证网络内的点到点的数据传输。 即数据链路层：解决无线资源的竞争问题; 设备间无线数据链路的建立、维护和结束。
PC 机的 外围设备
• 鼠标 • 键盘 • 操作杆
• 监视 • 诊断
• 传感器
玩具和 游戏
• 玩具 • 游戏器具
家庭 自动化
• 保安
• HVAC • 照明 • 门禁
结合Zigbee和GPRS的无线数据传输网络
基于Zigbee技术的无线智能家居
基于ZigBee技术的无线三表远程抄表系统
➢采用MESH网状网络结构，保证数据传输的可靠性 ➢每幢单元楼设置一个ZIGBEE远端节点 ➢一个小区设置一个ZIGBEE中心节点 ➢ZIGBEE中心节点数据通过GPRS/CDMA或ADSL上传到集抄中心
ZigBee技术及其应用
主要内容
什么是ZigBee ZigBee应用场景 ZigBee的协议模型 ZigBee的解决方案 应用ZigBee进行电子信息系统开发
什么是ZigBee ?
➢ ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据 速率、低成本的无线网络技术。
➢ 物理层协议：IEEE 802.15.4，采用直接序列扩频技术。可 用的频段有3个，分别是2.4GHz的ISM频段、欧洲的868MHz频 段、以及美国的915MHz频段。
照明开关＋光暗控制 可根据光线亮度自动
调节 网络可随意增添传感
器
主要内容
什么是ZigBee ZigBee应用场景 ZigBee的协议模型 ZigBee的解决方案 应用ZigBee进行电子信息系统开发
ZigBee的协议模型
对数据进行加密，保证数据的完整性。
路由，保证网络内的点到点的数据传输。 即数据链路层：解决无线资源的竞争问题; 设备间无线数据链路的建立、维护和结束。
PC 机的 外围设备
• 鼠标 • 键盘 • 操作杆
• 监视 • 诊断
• 传感器
玩具和 游戏
• 玩具 • 游戏器具
家庭 自动化
• 保安
• HVAC • 照明 • 门禁
结合Zigbee和GPRS的无线数据传输网络
基于Zigbee技术的无线智能家居
基于ZigBee技术的无线三表远程抄表系统
➢采用MESH网状网络结构，保证数据传输的可靠性 ➢每幢单元楼设置一个ZIGBEE远端节点 ➢一个小区设置一个ZIGBEE中心节点 ➢ZIGBEE中心节点数据通过GPRS/CDMA或ADSL上传到集抄中心
zigbee技术 PPT课件
1．信道选择(channel select)； 2．信道能量监测(energy detect)； 3．空闲信道评估(clear channel assessment)： 4．无线信道收发数据(PHY Protocol Data Unit)； 5．接收包链路质量检测；
2.物理层协议规范
ZigBee采用了扩频通信技术，在2．4GHZ频 带上使用偏移正交相移键控调制法(Offset Quadrature Phase Shift Keying，OQPSK)， 而在868／915MHZ频带使用二进制移相键控 调制法(Binary Phase Shift Keying，BPSK)。
00：PAN标识符和地址子域不存在 01：保留 10：表示16位短地址 11：表示64位物理地址
帧首部—控制域
帧控制域结构
(7)源地址模式子域的长度2位，它表示的意义如下：
00： PAN标识符和地址子域不存在 01：保留 10：表示16位短地址 11：“表示64位物理地址
源 PAN 标识符
MHR（MAC层帧头）
0/2/8字节 可变 2字节
源地址 帧载荷 FCS
MAC 载荷
MFR
图 4-12 MAC子层数据帧格式
帧首部—控制域
1．帧控制域帧控制域的长度为16位，其结构 如图：
帧控制域结构 (1)帧类型子域定义了四种帧类型：信标帧(000)、数据帧(001)、确认帧 (010)、命令帧(011)。 (2)安全允许控制子域为1位，该位置1，则对该帧进行加密处理后再传送 到物理层；该位置0，则直接传送到物理层，不进行加密。
也可以是RFD。 显然，树形结构是由星形网络扩展而来。树形网络中只有父
子节点之间可以进行数据传输，数据沿树形结构向上或向下 传输，从一个节点传输到相邻的节点称为“一跳”。如图所 示：
2.物理层协议规范
ZigBee采用了扩频通信技术，在2．4GHZ频 带上使用偏移正交相移键控调制法(Offset Quadrature Phase Shift Keying，OQPSK)， 而在868／915MHZ频带使用二进制移相键控 调制法(Binary Phase Shift Keying，BPSK)。
00：PAN标识符和地址子域不存在 01：保留 10：表示16位短地址 11：表示64位物理地址
帧首部—控制域
帧控制域结构
(7)源地址模式子域的长度2位，它表示的意义如下：
00： PAN标识符和地址子域不存在 01：保留 10：表示16位短地址 11：“表示64位物理地址
源 PAN 标识符
MHR（MAC层帧头）
0/2/8字节 可变 2字节
源地址 帧载荷 FCS
MAC 载荷
MFR
图 4-12 MAC子层数据帧格式
帧首部—控制域
1．帧控制域帧控制域的长度为16位，其结构 如图：
帧控制域结构 (1)帧类型子域定义了四种帧类型：信标帧(000)、数据帧(001)、确认帧 (010)、命令帧(011)。 (2)安全允许控制子域为1位，该位置1，则对该帧进行加密处理后再传送 到物理层；该位置0，则直接传送到物理层，不进行加密。
也可以是RFD。 显然，树形结构是由星形网络扩展而来。树形网络中只有父
子节点之间可以进行数据传输，数据沿树形结构向上或向下 传输，从一个节点传输到相邻的节点称为“一跳”。如图所 示：
最新ZigBee基础知识概要课件PPT
❖ 容量大：ZigBee网络可由一个节点管理若干子节点，最多一个节点可以管理 254个子节点，同时该节点还可由上一层网络节点管理，可组成65000个节点 的大型网络
❖ 时延短：ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠状态转入工作状态只需15ms， 节点连接进入网络只需要30ms。相对而言，蓝牙需要3~10s，WiFi需要3s。这 样一方面节省了能量消耗，另一方面更适用于对时延敏感的场合，例如一些 应用在工业上的传感器就需要以毫秒的速度获取信息，以及安装在厨房内的 烟雾探测器也需要在尽量短的时间内获取信息并传输给网络控制者，从而阻 止火灾的发生。
ZigBee基础知识概要
Contents
1
ZigBee简介
2
ZigBee发展历史
3
ZigBee介绍
4
ZigBee技术应用案例
5
ZigBee小结Βιβλιοθήκη 22021/3/8
ZigBee简介
2021/3/8
❖ ZigBee这个字源于蜜蜂群发现食物源的时候，通 过跳“之”字形的舞蹈（Zig舞）在同伴中传递信 息，以到达彼此沟通讯息的目的，故以此做新一 代无线通讯技术的命名。
作用：
建立新网络， 保证数据的传 输。对数据进 行加密，保证 数据的完整性
10
作用：
应用支持层根据 服务和需求使多 个器件之间进行 通信。
应用层主要根据 具体应用由用户 开发。
ZigBee含义
2021/3/8
❖ ZigBee三种含义：
这三种含义是三位一体的关系，联盟是协议和技术的主要开发者；协议犹如社会 法律、交通的规则，联盟和技术都要遵守；技术是联盟的和协议的载体和具体表现。 总而言之：三者是一个整体的三个方面。 ❖ 1. ZigBee联盟 ❖ ZigBee联盟2002年成立，现超过300多个成员单位。 ❖ 联盟使命：为可靠，低价、低功率无线联网的监控产品建立开放的全球标准。 ❖ 联盟目标：通过给日常设备注入无线能力和智能，简化使用，极大的提供灵活性和移 动性。 ❖ 联盟工作：（1）制定网络层、安全和应用层标准（网络七层OSI模型要熟记） ❖ （2）提供互操作和兼容性测试规范 ❖ （3）推广ZigBee品牌，提升市场感知度 ❖ （4）技术演进
❖ 时延短：ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠状态转入工作状态只需15ms， 节点连接进入网络只需要30ms。相对而言，蓝牙需要3~10s，WiFi需要3s。这 样一方面节省了能量消耗，另一方面更适用于对时延敏感的场合，例如一些 应用在工业上的传感器就需要以毫秒的速度获取信息，以及安装在厨房内的 烟雾探测器也需要在尽量短的时间内获取信息并传输给网络控制者，从而阻 止火灾的发生。
ZigBee基础知识概要
Contents
1
ZigBee简介
2
ZigBee发展历史
3
ZigBee介绍
4
ZigBee技术应用案例
5
ZigBee小结Βιβλιοθήκη 22021/3/8
ZigBee简介
2021/3/8
❖ ZigBee这个字源于蜜蜂群发现食物源的时候，通 过跳“之”字形的舞蹈（Zig舞）在同伴中传递信 息，以到达彼此沟通讯息的目的，故以此做新一 代无线通讯技术的命名。
作用：
建立新网络， 保证数据的传 输。对数据进 行加密，保证 数据的完整性
10
作用：
应用支持层根据 服务和需求使多 个器件之间进行 通信。
应用层主要根据 具体应用由用户 开发。
ZigBee含义
2021/3/8
❖ ZigBee三种含义：
这三种含义是三位一体的关系，联盟是协议和技术的主要开发者；协议犹如社会 法律、交通的规则，联盟和技术都要遵守；技术是联盟的和协议的载体和具体表现。 总而言之：三者是一个整体的三个方面。 ❖ 1. ZigBee联盟 ❖ ZigBee联盟2002年成立，现超过300多个成员单位。 ❖ 联盟使命：为可靠，低价、低功率无线联网的监控产品建立开放的全球标准。 ❖ 联盟目标：通过给日常设备注入无线能力和智能，简化使用，极大的提供灵活性和移 动性。 ❖ 联盟工作：（1）制定网络层、安全和应用层标准（网络七层OSI模型要熟记） ❖ （2）提供互操作和兼容性测试规范 ❖ （3）推广ZigBee品牌，提升市场感知度 ❖ （4）技术演进
zigbee技术 PPT课件
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。
(5)PAN内部标记子域的长度为l位，该位置1时，表示 该MAC帧在本身所属的PAN内传输，这时帧的地址域 中不包含源PAN标识符；为0时，表示该帧是传输到 另一个PAN，帧中必须包含源节点和目的节点的PAN 标识符。
帧首部—控制域
帧控制域结构
(6)目的地址模式子域的长度2位，它表示的意 义如下：
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.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
入（CSMA-CA）机制； （6）处理和维护保护时隙（GTS）机制； （7）在两个对等的MAC实体之间提供一个可靠
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。
(5)PAN内部标记子域的长度为l位，该位置1时，表示 该MAC帧在本身所属的PAN内传输，这时帧的地址域 中不包含源PAN标识符；为0时，表示该帧是传输到 另一个PAN，帧中必须包含源节点和目的节点的PAN 标识符。
帧首部—控制域
帧控制域结构
(6)目的地址模式子域的长度2位，它表示的意 义如下：
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.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
入（CSMA-CA）机制； （6）处理和维护保护时隙（GTS）机制； （7）在两个对等的MAC实体之间提供一个可靠
《ZigBee技术概述》课件
《ZigBee技术概述》PPT 课件
ZigBee技术是一种无线通信协议，它具有低功耗、短距离传输和自组网等特点。 本课件将介绍ZigBee技术的定义、应用场景、特点和未来发展方向。
第一部分：什么是ZigBee技术
定义和发展历程
ZigBee技术是一种低功耗、短距离无线通信协议， 于2003年发布。它是专门为物联网设备设计的。
总结
1 ZigBee技术的优点和应用价值
ZigBee技术具有低功耗、自组网和高扩展性等优点，可以在智能家居、智能建筑等领域发 挥重要作用。
2 对未来发展的展望和期望
期望ZigBee技术能够与其他无线通信技术共同发展，实现更智能、更便捷的物联网应用。
第四部分：ZigBee技术的组成和体系结构
1
ZigBee协议栈的组成和功能
ZigBee协议栈由物理层、MAC层、网络层
ZigBee设备之间的通信方式
2
和应用层组成，实现了传输层与应用层 之间的数据交互。
ZigBee设备之间可以通过直接通信、间接
通信和广播通信等方式进行数据传输和
控制。
3
ZigBee网络拓扑结构的分类和特
点
ZigBee网络可以采用星型、网状、集群树 等拓扑结构，具有灵活性和强大的扩展 性。
第五部分：ZigBee技术的未来发展方向
ZigBee与其他网络技术的整合
ZigBee技术将与蓝牙、Wi-Fi和LoRa等网络技术整合， 形成更强大的无线通信解决方案。
ZigBee技术在物联网方面的前景 展望
ZigBee技术有望在物联网领域取得更广泛的应用， 推动智能城市、智能交通等领域的发展。
与蓝牙技术比较
ZigBee技术相比蓝牙技术，具有更低的功耗、更 广泛的覆盖范围和更高的节点数量支持。
ZigBee技术是一种无线通信协议，它具有低功耗、短距离传输和自组网等特点。 本课件将介绍ZigBee技术的定义、应用场景、特点和未来发展方向。
第一部分：什么是ZigBee技术
定义和发展历程
ZigBee技术是一种低功耗、短距离无线通信协议， 于2003年发布。它是专门为物联网设备设计的。
总结
1 ZigBee技术的优点和应用价值
ZigBee技术具有低功耗、自组网和高扩展性等优点，可以在智能家居、智能建筑等领域发 挥重要作用。
2 对未来发展的展望和期望
期望ZigBee技术能够与其他无线通信技术共同发展，实现更智能、更便捷的物联网应用。
第四部分：ZigBee技术的组成和体系结构
1
ZigBee协议栈的组成和功能
ZigBee协议栈由物理层、MAC层、网络层
ZigBee设备之间的通信方式
2
和应用层组成，实现了传输层与应用层 之间的数据交互。
ZigBee设备之间可以通过直接通信、间接
通信和广播通信等方式进行数据传输和
控制。
3
ZigBee网络拓扑结构的分类和特
点
ZigBee网络可以采用星型、网状、集群树 等拓扑结构，具有灵活性和强大的扩展 性。
第五部分：ZigBee技术的未来发展方向
ZigBee与其他网络技术的整合
ZigBee技术将与蓝牙、Wi-Fi和LoRa等网络技术整合， 形成更强大的无线通信解决方案。
ZigBee技术在物联网方面的前景 展望
ZigBee技术有望在物联网领域取得更广泛的应用， 推动智能城市、智能交通等领域的发展。
与蓝牙技术比较
ZigBee技术相比蓝牙技术，具有更低的功耗、更 广泛的覆盖范围和更高的节点数量支持。
《ZigBee技术概述》课件
通过Zigbee技术实现对 空调、电视、冰箱等家 电的远程控制和智能管
理。
智能农业中的应用
01
02
03
04
智能灌溉
利用Zigbee技术实现农田灌 溉的远程控制和自动调节，提
高农业用水效率。
智能温室
通过Zigbee技术实现温室内 温度、湿度、光照等环境参数
的智能调节和控制。
智能养殖
利用Zigbee技术实现养殖环 境的智能监测和控制，提高养
通过Zigbee技术实现生产设备的远程监控和 维护，提高生产效率和产品质量。
工业安全监控
通过Zigbee技术实现工厂安全监控和预警， 保障工业生产安全。
智能医疗系统中的应用
智能医疗设备监控
利用Zigbee技术实现医疗设备的远 程监控和维护，提高医疗设备运行效 率。
无线生命体征监测
通过Zigbee技术实现病患生命体征 的实时监测和预警，提高医疗救治效 率。
无线组网技术
无线组网技术是Zigbee技术的另 一个重要组成部分，它支持多种 拓扑结构，如星型、树型灵活性 和可扩展性，能够根据实际需求
快速组建大规模网络。
Zigbee无线组网技术还支持自组 织和自修复功能，能够自动发现 和修复网络故障，提高网络的稳
定性和可靠性。
无线通信技术是Zigbee技术的核心，它负责节点间的信息传输。Zigbee采用了无线 电波进行通信，具有传输距离远、穿透力强、抗干扰能力好的特点。
Zigbee支持多种无线通信频段，包括2.4GHz、868MHz和915MHz等，可根据应用 场景选择合适的频段。
Zigbee无线通信技术采用了跳频扩频、直接序列扩频等高级无线通信技术，提高了 通信的可靠性和安全性。
理。
智能农业中的应用
01
02
03
04
智能灌溉
利用Zigbee技术实现农田灌 溉的远程控制和自动调节，提
高农业用水效率。
智能温室
通过Zigbee技术实现温室内 温度、湿度、光照等环境参数
的智能调节和控制。
智能养殖
利用Zigbee技术实现养殖环 境的智能监测和控制，提高养
通过Zigbee技术实现生产设备的远程监控和 维护，提高生产效率和产品质量。
工业安全监控
通过Zigbee技术实现工厂安全监控和预警， 保障工业生产安全。
智能医疗系统中的应用
智能医疗设备监控
利用Zigbee技术实现医疗设备的远 程监控和维护，提高医疗设备运行效 率。
无线生命体征监测
通过Zigbee技术实现病患生命体征 的实时监测和预警，提高医疗救治效 率。
无线组网技术
无线组网技术是Zigbee技术的另 一个重要组成部分，它支持多种 拓扑结构，如星型、树型灵活性 和可扩展性，能够根据实际需求
快速组建大规模网络。
Zigbee无线组网技术还支持自组 织和自修复功能，能够自动发现 和修复网络故障，提高网络的稳
定性和可靠性。
无线通信技术是Zigbee技术的核心，它负责节点间的信息传输。Zigbee采用了无线 电波进行通信，具有传输距离远、穿透力强、抗干扰能力好的特点。
Zigbee支持多种无线通信频段，包括2.4GHz、868MHz和915MHz等，可根据应用 场景选择合适的频段。
Zigbee无线通信技术采用了跳频扩频、直接序列扩频等高级无线通信技术，提高了 通信的可靠性和安全性。
无线接入技术Zigbee技术课件
*
ZigBee技术应用 — 安防报警
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技术应用 — 无线点餐
*
ZigBee技术应用 — 无线点餐
ZigBee技术简介 — 网络结构
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网络协调器：包含所有的网络消息，是3种设备类型中最复杂的一种，存储容量最大、计算能力最强。发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节点间的路由消息、不断地接收信息。 全功能设备(FFD)：可以担任网络协调者，形成网络，让其它的FFD或是精简功能装置（RFD）连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输。 附带由标准指定的全部 802.15.4 功能和所有特征 更多的存储器、计算能力可使其在空闲时起网络路由器作用。 也能用作终端设备 精简功能设备(RFD)：RFD只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。 附带有限的功能来控制成本和复杂性 在网络中通常用作终端设备。 ZigBee相对简单的实现自然节省了费用。RFD由于省掉了内存和其他电路，降低了ZigBee部件的成本，而简单的8位处理器和小协议栈也有助于降低成本。
ZigBee技术应用 — 仓库监测
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ZigBee技术应用 — 医疗监护
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ZigBee技术应用 — 医疗监护
系 统 概 述 利用ZIGBEE 技术组成一个网状路由网络，在楼道设置合适的路由节点，进行数据的中转； 房间内的呼叫节点采用星型网络连接，由其中一个节点作为 ZIGBEE 路由器，负责与中心网络的连接和数据中继转发； 所有的 ZIGBEE 路由器组成一个蜂窝网状网络，再与 ZIGBEE 中心节点连接，中心节点设置在管理中心，构建成一个完整的 ZIGBEE 无线网络，是个通信非常可靠的网络结构。 系 统 应 用 医院医疗监护 医疗仪器数据采集
ZigBee技术应用 — 安防报警
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。
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ZigBee技术应用 — 无线点餐
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ZigBee技术应用 — 无线点餐
ZigBee技术简介 — 网络结构
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网络协调器：包含所有的网络消息，是3种设备类型中最复杂的一种，存储容量最大、计算能力最强。发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节点间的路由消息、不断地接收信息。 全功能设备(FFD)：可以担任网络协调者，形成网络，让其它的FFD或是精简功能装置（RFD）连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输。 附带由标准指定的全部 802.15.4 功能和所有特征 更多的存储器、计算能力可使其在空闲时起网络路由器作用。 也能用作终端设备 精简功能设备(RFD)：RFD只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。 附带有限的功能来控制成本和复杂性 在网络中通常用作终端设备。 ZigBee相对简单的实现自然节省了费用。RFD由于省掉了内存和其他电路，降低了ZigBee部件的成本，而简单的8位处理器和小协议栈也有助于降低成本。
ZigBee技术应用 — 仓库监测
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ZigBee技术应用 — 医疗监护
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ZigBee技术应用 — 医疗监护
系 统 概 述 利用ZIGBEE 技术组成一个网状路由网络，在楼道设置合适的路由节点，进行数据的中转； 房间内的呼叫节点采用星型网络连接，由其中一个节点作为 ZIGBEE 路由器，负责与中心网络的连接和数据中继转发； 所有的 ZIGBEE 路由器组成一个蜂窝网状网络，再与 ZIGBEE 中心节点连接，中心节点设置在管理中心，构建成一个完整的 ZIGBEE 无线网络，是个通信非常可靠的网络结构。 系 统 应 用 医院医疗监护 医疗仪器数据采集
Zigbee无线通讯网路简介.ppt
• 此類感測器多為微小及便宜的裝置，因而可大量放置於環境中形成一個無線 感測器網路(wireless sensor network)以便進行監控任務，其放置的密度端看 所需的應用為何，可大可小。
• 由於感測器網路的節點個數從數百至數十萬皆有可能，使得網路的管理非常 困難，每個sensor都是獨立的個體，形成一個複雜的分散式環境(distributed environment)，加上sensor的電池可能無法置換，因此能量控制(energy control)幾乎是所有sensor設計及網路管理首要考慮的重點。
2400.0
• 2.4GHz波段為全球統一,及無需申請之全球通用ISM頻段,有助於 zigbee的推廣以及降低成本
• 2.4G實體層之特性:
• 250Kbps之ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ料傳輸數率,提高資料傳輸量以及降低傳輸延遲,因而更 加省電
• 在實體層中存在有資料服務存取點和實體層管理實體服務的存取點。
• 透過這兩個服務存取點來提供如下服務：
ZigBee應用支援層(APS)概念
• 應用支援層提供了這樣的介面：在網路層和應用層之間，從ZigBee裝 置物件到製造商的應用物件的通用服務集。
• 該服務由兩個實體來實現：
– 應用支援資料實體(APSDE) • APSDE透過APSDE服務存取點(APSDE-SAP)
– 應用支援管理實體(APSME) • APSME透過APSME服務存取點(APSME-SAP)
環境應用 – sensor network也能在環境上大量應用。 – 例如： • 將數百個sensor佈署於森林中，以對任何火災地點的判定提供最快的 訊息。 • sensor network能提供遭受化學污染的位置及檢定出何種化學污染，不 需要人親自冒險進入受污染區。 • 水災判定。 • 監測空氣污染、水污染及土壤污染。
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soc短距离无线应用的深入， 对低成本无线网络技术提出了需求
• 应用中很多节点在密集区域 —— 需求组网，高效 率空中防碰撞。 • 工业应用中环境复杂，要求穿透多层水泥墙等障 碍物，传输路径不定——需求无线路由(多跳通 信）。 • 高通讯可靠性——防干扰，加密。 • 低功耗。 • 容易安全接入和安装 ——自组网，自恢复网络， 网络安全。
ZigBee节点类型
节点工能介绍
• 1.协调器 • 上电启动和配置网络（例如设定网络标示符 ，选择信道）， 一旦完成后相当于路由器功能。 • 2.路由器 • (1)允许其他网络设备加入 (2)多路跳由 (3)协助电池供电的子节点通信 (4)自己作为终端节点应用 3 终端节点 向路由节点传递数据，可选择睡眠与唤醒。 （路由因不断转发数据需电池供电，终端节点电池供电)
协议栈各层功能介绍
• PHY定义zigbee设备的工作频段2.4Ghz。 • MAC层负责相邻设备间的单跳数据通信。 • SAP是为某一特定层提供的服务与上层之 间的接口。ZigBee的不同层与 MAC就是 通过服务接入点(SAP)进行连接。 • 应用层由用户开发提供功能服务函数。 • 安全服务提供层提供信息安全加锁服务。
⑥高容量
• Zigbee 可采用星状、片状和网状网络结构, 由一个主节点管理若干子节点,最多一个主 节点可管理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。
⑦高安全
• Zigbee 提供了三级安全模式
⑧免执照频段
采用直接序列扩频在工业科学医疗( ISM) 频 段,2. 4 GHz (全球) 、915 MHz(美国) 和 868 MHz(欧洲) 。 此三个频带物理层并不相同,其各自信道带 宽也不同,分别为0.6MHZ,2MHZ和5MHZ. 分别有1个10个和16个信道.
④近距离
• 传输范围一般介于10～100 m 之间,在增加 RF 发射功率后,亦可增加到1～3 km。 • 这指的是相邻节点间的距离。如果通过路 由和节点间通信的接力,传输距离将可以更 远（理论上无限）。
⑤短时延
• Zigbee 的响应速度较快,一般从睡眠转入工 作状态只需15 ms ,节点连接进入网络只需 30 ms ,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需 要3～10 s、WiFi 需要3 s。
Zigbee联盟
• 国际著名soc半导体生产商、技术提供者、 代工生产商以及最终使用者成立了一个非 牟利业界组织 zigbee联盟，目的在于制定 一个基于IEEE802.15.4、可靠、高性价比、 低功耗的网络应用技术——zigbee 。生产 商可以利用ZigBee这个标准化无线网络平 台，设计简单、可靠、便宜又省电的各种 无线产品。
协议栈核心—网络层
• ZigBee协议栈的核心部分在网络层。网络 层主要实现节点加入或离开网络、接收或 抛弃其他节点、路由查找以及传送数据等 功能，支持星形（Star）、树形（ClusterTree）、网格（Mesh）等多种拓扑结构
应用ZigBee可组成多种网络拓扑结构 最重要的是网状网络（Mesh)
CC2430 无线soc
完整的CC2430通信模块
无线单片机的普及 为短距离无线通讯带来的全新变化
• 高度集成SOC，简化了高频设计，使开发 无线应用设计转移到以软件代码为中心； • 大量低价格，直观显示为特点的无线开发、 测试工具的诞生，使无线应用开发成本大 大降低； 在家建立自己的无线开发平台不 是梦 想； • 无线SOC得到了非常广泛应用，特别是无 线鼠标，键盘和游戏摇杆等方面。
Zigbee是IEEE 802.15.4的扩展
• 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，而 ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了 标准化。 • ZigBee联盟还开发了安全层。
Zigbee技术的表现形式
• 由各种软件代码，分层次 组成的软件协议栈。 • 代码分类：应用层， 应用安全层，网络层， MAC层等等。 • 代码形式：源代码和库文件。
②低成本
• 通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10) ,降低 了对通信控制器的要求,按预测分析,以 8051的8位微控制器测算,全功能的主节点 需要32KB代码,子功能节点少至4KB代码, 而且Zigbee免协议专利费。每块芯片的价 格大约为2 美元。
③ 低速率
• Zigbee工作在20～250 kbps的较低速率, 分别提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps (915 MHz)和20kbps(868 MHz) 的原始数 据吞吐率,满足低速率传输数据的应用需求。
• ZigBee技术有自己的无线电标准，在数千 个微小的传感器之间相互协调实现网络通 信。这些传感器只需要很低的功耗， 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，因此它们的通信效 率非常高。 ZigBee的基础是IEEE802.15.4，这是 IEEE无线个人区域网工作组的一 项标准， 被称作IEEE802.15.4(ZigBee) 技术标准。
3.ZigBee技术优点
• • • • ①低功耗 ③ 低速率 ⑤短时延 ⑦高安全 ②低成本 ④近距离 ⑥高容量 ⑧免执照频段
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,甚至更长。 • 这是Zigbee的突出优势（在传感控制领 域）。相比较,蓝牙能工作数周、WiFi可工 作数小时。
ZigBee和简单无线通讯之间 最大区别
• 简单的点到点，点到多点通讯（目前很多 这样的数传模块），包装结构比较简单， 主要为同步序言，数据，校验几部分组成。 而ZigBee是采用数据帧的概念，每个无线 帧包括了大量无线包 装，包含了大量时间， 地址，命令，同步等信息，真正的数据信 息只占很少部分，而这正是ZigBee可以实 现网络组织管理，实现高可靠传输的关键。
ZigBee设备应用介绍
什么是zigbee设备
• 采用zigbee技术的无线soc就是zigbee设 备，zigbee技术使无线soc方便的构建无 线传输网络。
Zigbee设备组建用
无线发展历程
• 80年代,当单片机技术已经广泛普及，8051如日中天 的时候,手机还是价值万元的大砖头,语音通讯也只有8K/S 的通讯速度,无线通讯技术还是像美国莫托罗拉这样大公 司实验室里的前沿。 • 90年代,向TI这样的大公司，投入巨资，开发短距离 通讯芯片，10年努力,确以失败告终，有人统计过，那时， 在美国进行无线产品的项目开发,有85%以上的开发项目 会失败。复杂的高频，昂贵的设备，完全被封锁的技术， 无线还只是在“天上”。 • 最成功的应用，应该是汽车遥控器和车库门遥控这样 的简单技术。