基于ZigBee技术的无线网络应用研究
基于ZigBee技术的无线通信浅析
基于ZigBee技术的无线通信浅析随着物联网技术的不断发展，无线通信技术得到了广泛的应用和推广，其中基于ZigBee技术的无线通信在物联网领域中具有重要的地位。
ZigBee技术是一种低成本、低功耗、短距离、低数据传输率的无线网络通信技术，广泛应用于智能家居、工业自动化、智能医疗等领域。
本文将对基于ZigBee技术的无线通信进行浅析。
一、ZigBee技术的特点1. 低成本：ZigBee技术的成本非常低廉，可以大规模应用于物联网设备中，降低了整体系统的成本。
2. 低功耗：ZigBee技术采用了睡眠模式和快速唤醒技术，能够大大降低设备的功耗，延长了设备的使用寿命。
3. 短距离：ZigBee技术的通信距离一般在10-100米之间，适用于短距离通信场景。
4. 低数据传输率：ZigBee技术的数据传输率一般在20-250kbps之间，适用于对数据传输速率要求不高的场景。
5. 自组网能力：ZigBee技术支持设备之间的自组网，能够实现多节点之间的互联互通。
二、ZigBee技术的应用1. 智能家居：ZigBee技术在智能家居领域中得到了广泛的应用，可以实现家庭内各个设备之间的互联互通，比如智能灯具、智能门锁、智能家电等设备可以通过ZigBee技术实现互联互通和远程控制。
2. 工业自动化：ZigBee技术可以应用于工业自动化领域，实现设备之间的无线通信和监控，提高工业生产效率和安全性。
3. 智能医疗：ZigBee技术可以应用于智能医疗设备中，实现各种医疗设备之间的互联互通，比如医疗传感器、远程监测设备等。
4. 物联网设备：ZigBee技术可以应用于各种物联网设备中，比如智能穿戴设备、智能家居设备、智能运输设备等。
四、ZigBee技术的挑战1. 通信距离有限：ZigBee技术的通信距离有限，适用于短距离通信场景，对通信距离要求较远的场景不适用。
2. 数据传输速率较低：ZigBee技术的数据传输速率较低，适用于对数据传输速率要求不高的场景，对数据传输速率要求较高的场景不适用。
《2024年基于ZigBee技术的无线数据采集系统研究与设计》范文
《基于ZigBee技术的无线数据采集系统研究与设计》篇一一、引言随着物联网技术的快速发展，无线数据采集系统在各个领域的应用越来越广泛。
ZigBee技术作为一种低功耗、低成本、低复杂度的无线通信技术，在无线数据采集系统中得到了广泛应用。
本文旨在研究并设计一个基于ZigBee技术的无线数据采集系统，以实现对各类数据的快速、准确、可靠采集和传输。
二、系统概述基于ZigBee技术的无线数据采集系统主要由传感器节点、协调器以及上位机三部分组成。
传感器节点负责数据的采集和初步处理，通过ZigBee无线通信技术与协调器进行数据传输。
协调器负责接收传感器节点的数据，并将其通过有线或无线网络传输至上位机进行进一步处理和分析。
三、传感器节点设计传感器节点是无线数据采集系统的核心部分，其设计直接影响到系统的性能和稳定性。
传感器节点主要包括传感器模块、微控制器模块、ZigBee无线通信模块以及电源模块。
传感器模块负责数据的采集，可根据实际需求选择不同类型的传感器。
微控制器模块负责协调传感器模块和ZigBee无线通信模块的工作，并对数据进行初步处理。
ZigBee无线通信模块负责与协调器进行数据传输。
电源模块为整个节点提供稳定的电源。
四、协调器设计协调器是连接传感器节点和上位机的桥梁，其设计同样重要。
协调器主要包括ZigBee无线通信模块、数据处理模块以及与上位机的接口模块。
ZigBee无线通信模块负责接收传感器节点的数据。
数据处理模块对接收到的数据进行进一步处理，如滤波、去噪等。
与上位机的接口模块负责将处理后的数据传输至上位机进行进一步的分析和处理。
五、系统实现系统实现主要包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计主要包括传感器节点和协调器的电路设计、元器件选型等。
软件设计主要包括传感器节点的数据采集和处理程序、ZigBee无线通信程序以及协调器的数据处理程序和与上位机的通信程序。
在硬件设计方面，需根据实际需求选择合适的元器件，并设计合理的电路以保证系统的稳定性和可靠性。
基于ZigBee技术的无线传感器网络构建与应用
图 ４ Ｚｇ ｅ 无线局域 网络 节点 内部结构 ｉｂ ｅ
节点应 用部分装 置根 据监 控不同位 置 （ 比如温度 、声 音 、振 动、压力 、运动或污染物 ）起不 同的作用。通常这 些装置很小很便 宜 ，可 以大量 制造 和部 署 ．因此它们 的资 源 （ 能源、存储 、计算速度和带宽 ）严 重受限 。每个节点
对通信加密 。
图 ３混合型的 Ｚｇ３ｅ ｉｔ 组网 ｃ
应用层 ：应用支持层维持器件的功能属性 发现该器
件工作空间 中其他器件 的工作 ．根据服 务和需求使 多个器 件之 间进行通信 ，根据 具体 应用 由用户开发 。
三 、基 于 Ｚ ｇ ｅ 术 的 ｉＢｅ 技 无 线 传 感 器 网络 构 建
列扩频 １ 使用相 同的物理层数据 包格式 ． 区别在于工作频 率 调 制技术 扩频码片长度和传输速率 ９ ５８ ８ １／６ ＭＨｚ 频
段是基于 差分 编码 的二进制相移键控 （ Ｐ Ｋｌ 而 ２ ＧＨ Ｂ Ｓ ４ ｚ
频段采 用的是 ｌ ６进制正变调制 ２４ Ｈ ．Ｇ ｚ波段总共有 １ 个 ６ 不同的信道 为全球 统一的无需申请的 ＩＭ 频段 Ｓ 采用高阶 从而更加省 调制技术能 够提供 ２ ０ ｂｓ ５ ｋ ／的传输速率 有助于获得更高的 吞吐量 更小的通信时延和更短 的工作周期 美国的 Ｉ Ｍ 频段有 １ Ｓ ０个信道
～
图 ２ Ｚ ｇ ｅ 协 议 栈 ｉＢ ｅ
１０ （ 外 ） ５ｍ 室 。
媒体接入控制层 ：遵循Ｉ， Ｓ２ ５ 协议 ．负责设 Ｆ ， ０ ． Ｆ Ｆ １４ 备间无线数据链路的建立、 维护和结束 ． 确认模式的数
据传送和接收 ． 可选时隙． 实现低延迟传输 ． 支持各种
网络拓扑结构 网络中每个设备 为 １ 位地址寻址 。 ６ 网络层 ：建立新的网络 处理节点的进入和离开 网络 根据 网络类型设置节点 的协议堆栈 ．使网络协 调器对节点分配地址 ，保证节点之 间的 同步 提供网 络的路 由 保证 数据 的完 整性 使用可选的 ＡＥ 一２ Ｓ１８
基于ZigBee短距离无线通信网络技术应用
基于ZigBee的短距离无线通信网络技术应用摘要：zigbee是一种新兴的短距离、低速率无线通信技术，主要用于近距离无线连接，非常适用于家庭网络领域。
该设计采用cc2430芯片，它符合ieee 802.15.4标准的要求，可确保短距离通信的有效性和可靠性。
利用此芯片开发的无线通信设备支持数据传输率高达250 kbit/s，可以实现多点对多点的快速组网。
cc2430为ieee 802.15.4的数据帧格式提供了硬件支持，其mac层的帧格式为：头帧+数据帧+校验帧；phy层的帧格式为：同步帧+phy头帧+mac帧，帧头序列的长度可以通过寄存器的设置来改变，可以采用16位crc校验来提高数据传输的可靠性。
发送或接收的数据帧被送入ram中的128字节的缓存区进行相应的帧打包和拆包操作。
关键词：zigbee技术；短距离无线通信；网络技术应用the application of short distance wireless network communication based on zigbeewang zhipeng（zhejiang post and telecommunications engineering construction co., ltd)zigbee was a new short-range, low-data-rate wireless communication technology, mainly used for short distance wireless connection, very applicable to the field of household care. the design used cc2430 chip, which wasconsistent with the requirements of ieee 802.15.4 standards to ensure the effectiveness of short-distance communication and reliability. using this chip development of wireless communications equipment to support data rated up to 250 kbit / s and could achieve more rapid point-to-multipoint network. cc2430 ieee 802.15.4 data for the frame format provided hardware support, the mac layer frame format: the first frame + + data frame check frame; phy layer frame format: synchronous frame first frame + + phy mac frame, header sequence length could be set to change the register, a 16-bit crc check to improve the reliability of data transmissions. sending or receiving data in the frame were sent to the 128-byte ram buffer zone corresponding frame packaging and unpacking operations.keywords ：zigbee ；short distance wireless communication ；network technology application一、引言近年来，各种无线通信技术迅猛发展，极大提高了人们的工作效率和生活质量。
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技术应用研究
ZigBee技术应用研究摘要:随着智能设备的普及和移动互联网的发展出现了各种无线网络数据标准,本文主要对ZigBee协议进行应用研究,通过分析Zigbee 技术的特点,探讨这种无线网络技术的应用场景和应用领域。
关键词:ZigBee 智能家居无线传感网近年来,随着智能设备的普及和移动互联网的发展,无线网络得到了快速发展,在此过程中也出现了各种无线网络数据标准,如WiFi、Wireless usb、Bluetooth、Z-wave等,不同的协议标准对应着不同的应用场景和应用领域。
同时，无线传感网络的发展和研究也得到了快速发展,各种无线传感网络协议标准也日渐规范化。
其中不得不提的,广泛应用并且最具增长潜力的协议就是ZigBee协议。
1 什么是ZigBee技术ZigBee技术是一种面向短距离、架构简单、具备延长电池寿命、低消耗功率与低传输速率的无线通讯技术,具有传输距离长、可靠度高、省电以及高度扩充性等特点,主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。
2 ZigBee的技术特点2.1 低传输速率Zigbee标准是为低数据率、短距离无线网络通信定义的一系列通信协议。
基于Zigbee无线设备工作在868 MHz,915 MHz和2.4 GHz 频段,最大数据数率是250 kpbs。
2.2 低功耗由于ZigBee的传输最大数据数率是250 kpbs,发射功率极低仅为1 mW,再加上采用了休眠模式,功耗低,因此,ZigBee设备非常省电。
据估算,在低耗电模式下,一个ZigBee设备节点仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间。
2.3 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32 KB代码,子功能节点少至4 KB代码,而且ZigBee免协议专利费。
低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。
2.4 近距离ZigBee传输范围一般介于10～100 m之间,在增加RF发射功率后,也可以增加到1～3 km。
基于ZigBee协议的无线传感器网络技术的分析和应用
３０．基于ＺｉｇＢｅｅ协议的无线传感器网络技术的分析和应用基于ＺｉｇＢｅｅ协议的无线传感器网络技术的分析和应用ＡｎａＩｙｓｉＳａｎｄＡｐｐ｜．ｃａｔｊＯｎＯｆＶＶｉｒｅＩｅＳｓＳｅｎｓＯｒＮｅｔｗｏｒｋＢａｓｅｄＯｎＺｉｇＢｅｅＰｒｏｔＯｃＯ陈靖（闽江学院计算机科学系，福建福州３５１０１０８）吴景东（福州大学数计学院，福建福州３５１０１０８）摘要无线传感网络是近几年的一个技术热点。
在设备中嵌入标准化的无线网络协议，有利于设备之间的互通和互联。
升级和维护。
在对无线传感网络特点总结的基础上，分析了一种在无线传感网络中有广泛应用前景的协议标准——ＺｉｇＢｅｅ协议的结构，特点，应用前景与应用方式。
关键词：ＺｉｇＢｅｅ协议，ＩＥＥＥ８０２．１５．４标准，无线传感器网，网络协议Ａｂｓｔ怕ｄＷ｝ｒｅＩｅｓｓｓｅｎｓＯｒｎｅｎⅣｏｒｋｉｓａｔｅｃｈｎｏＩｏｇｙｈｏｔｓｐＯｔｉｎｒｅｃｅｎｌｙｅａｒｓ．ＥｍｂｅｄｄｅｄｉｎｔｈｅｄｅｖｉｃｅｗｉｔｈｓｔａｎｄａｒｄｗｉｒｅＩｅｓｓｎｅｔ－ｗｏｒｋｐｒｏｔｏｃｏｌｉｓｂｅｎｅ怕ｃｉａＩｌｏｓｈａｒｉｎｇａｎｄｃｏｎｎｅｃｔｉＶｉｔｙｂｅｔＷｅｅｎｄｅｖｉｃｅｓ，Ｕｐｇｒａｄｉｎｇａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓｐａ．ｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｊｓｔｉｃｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈＯｄｓａｎｄａｐｐＩｉＣａｔｉＯｎｐｒＯｓｐｅｃｔｓ０ｆＺｉｇＢｅｅｐｒＯｔＯｃＯＩｂａｓｅｄｏｎｌｈｅＳｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｌｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗｉｒｅＩｅｓｓｓｅｎｓＯｒｎｅｔｗＯｒｋｓ．ＫｅｙｗＯｒｄｓ：ＺｉｇＢｅｅｐｒＯｔＯｃＯＩ，ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｓｔａｎｄａｒｄ，ｗ汁ｅＩｅｓｓｓｅｎｓＯｒｎｅｔｗｏｒｋ，ｎｅｔｗＯｒｋｐｒＯｔＯｃＯＩ作为互联网在形式上的扩展，２００９年８月，美国提出“物联网”的概念，“物联网”发展的４个主要技术为：ＲＦＩＤ、传感器、嵌入式智能技术及纳米技术。
ZigBee技术的无线传感网络研究
ZigBee技术的无线传感网络研究随着科技的不断进步，无线传感网络已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。
而ZigBee技术就是其中一种广泛应用的无线传感网络技术。
本文将针对ZigBee技术的无线传感网络进行研究。
ZigBee技术是一种低功耗、低速率的局域网无线传输标准，它采用了短距离、低速率、低功耗等机制，以适应消费电子、工程自动化、安防、医疗和智能家居等各种传感和控制应用场合。
ZigBee最初由皇家飞利浦电子公司、洛阳钼业公司和美国Motorola公司共同组织的ZigBee联盟提出，目前由国际标准化组织（ISO）和IEC共同制定标准。
无线传感网络（WSN）由一组无线传感器组成，每个传感器节点负责采集环境信息并发送数据到网络中心，然后协调器将数据进行处理和向外转发。
ZigBee网络的架构包含三个组成部分：ZigBee节点、ZigBee协调器和ZigBee网络服务平台。
其中，ZigBee节点是ZigBee网络中的最小单元，它可以有多个，每个节点可以完成不同的采集任务。
ZigBee协调器是ZigBee网络的控制中心，用于协调各个节点之间的通信。
而ZigBee网络服务平台则是对ZigBee网络进行监控和管理，发现和排除故障。
ZigBee网络的通信方式分为两种：Beacon通信和非Beacon通信。
对于Beacon通信，ZigBee协调器周期性地在Beacon帧中进行广播，ZigBee节点则在收到Beacon帧后可向ZigBee协调器发送数据。
而对于非Beacon通信，ZigBee节点只需在需要发送数据时发送通知，然后等待ZigBee协调器的回应。
ZigBee技术具有以下特点：首先，ZigBee技术采用了低功耗的无线传输方式，能够延长节点的使用寿命。
其次，ZigBee技术的网络规模较小，因此实现起来较为简单。
此外，ZigBee技术支持多种传输速率和多种通信方式，可适应多种实际应用场景。
最后，ZigBee 技术还具备高度的网络灵活性和可靠性，能够无缝地与其他计算机网络进行集成。
基于ZigBee网络的无线路由算法研究的开题报告
基于ZigBee网络的无线路由算法研究的开题报告一、研究背景及意义随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）成为物联网的基础性网络。
WSN主要由大量的无线传感器节点组成，这些节点具备自组织、分布式、低功耗等特点，可以感知环境变化并将所得数据通过无线方式传输到基站，用于监控、控制和数据采集等领域。
然而，WSN受限于自身资源限制、无线信号弱和时空关系等问题，节点之间的无线通信存在一定的复杂性和不可靠性。
因此，如何设计高效的路由算法，实现节点之间的可靠通信和数据传输，是WSN研究的重点和难点之一。
ZigBee是一种低功耗、广域网（PAN）无线网络协议，具有多跳通信、自组织、低功耗等优点。
采用ZigBee协议的无线传感器网络，可以提高网络的可靠性和节能程度。
因此，本文拟研究基于ZigBee网络的无线路由算法，探索如何优化节点之间的通信，提高网络性能，为WSN的部署和应用提供可行性方案。
二、研究内容和目标本文拟研究基于ZigBee协议的无线路由算法，主要包括以下方面的内容和目标：1.分析ZigBee网络的特点和路由算法的研究现状，探索基于ZigBee 协议的路由算法在WSN中的应用研究意义。
2.研究路由算法在ZigBee网络中的实现原理与方法，重点探讨多跳路由机制的设计和实现。
3.设计并实现基于ZigBee协议的无线路由算法，评估算法的可行性和优化效果。
4.采用仿真实验和实际场景验证实现的路由算法，分析算法的优化性能和适用范围。
通过以上研究内容和目标，本文旨在探索基于ZigBee网络的无线路由算法，提高传感器节点之间的通信效率和可靠性，为WSN的应用和数据采集提供技术支持和理论指导。
同时，本文也未来ZigBee网络和WSN 的未来发展提供更为有力的技术支撑。
三、研究方法和技术路线本文的研究方法主要包括文献研究、理论分析、算法设计、仿真实验验证和实际场景测试等方法。
基于ZigBee技术的无线传感器网络的研究与设计本科生毕业论文设计 精品
本科生毕业论文（设计）题目：基于ZigBee技术的无线传感器网络的研究与设计目录摘要： (IV)ABSTRACT (V)第一章绪论 (1)1.1 课题背景概述 (1)1.2 WSN简介 (2)1.2.1 WSN体系结构 (2)1.2.2 WSN的协议栈结构 (4)1.2.3 WSN特点及其关键问题 (6)1.2 几种常用的无线通信技术 (7)1.3.1 蓝牙技术 (7)1.3.2 红外技术 (7)1.3.3 ZigBee技术 (8)1.3.4 Wi-Fi技术 (8)1.3.5 RFID技术 (8)1.3.6 HomeRF技术 (9)1.3.7 UWB技术 (9)1.3.8 几种无线通信技术对比 (9)1.4 本文结构组织 (10)1.5 本章小结 (11)第二章 ZigBee/IEEE802.15.4技术标准 (12)2.1 ZigBee/IEEE802.15.4技术概述 (12)2.2 ZigBee技术特点 (12)2.3 ZigBee技术的体系结构 (13)2.4 ZigBee技术的网络配置 (15)2.4.1 两种功能设备 (15)2.4.2 三种节点类型 (15)2.4.3 三种拓扑结构 (16)2.4.4 两种工作模式 (17)2.5 ZigBee组网 (17)2.5.1 基本通信原语 (17)2.5.2 ZigBee网络的组网 (18)2.5.2.1 网络管理服务 (18)2.5.2.2 数据传输服务 (20)2.6 ZigBee 路由 (21)2.6.1路由协议 (21)2.6.2 路由过程 (22)2.7本章小结 (23)第三章基于ZigBee的无线传感器网络的硬件设计 (24)3.1 ZigBee的几种实现方案 (25)3.2 CC2430芯片介绍 (26)3.2.1 CC2430芯片概述 (26)3.2.2 CC2430引脚功能介绍 (29)3.2.3 CC2430的增强型8051内核 (31)3.2.4 CC2430的射频部分 (32)3.2.5 CC2430的其它外围设备 (34)3.2.5.1 直接存取（DMA）控制器 (34)3.2.5.2 MAC定时器 (35)3.2.5.3 模数转换器（ADC） (35)3.2.5.4 温度传感器 (36)3.3 节点的控制和显示电路 (36)3.3.1 控制电路 (37)3.3.2 状态显示电路 (38)3.4 节点的接口电路 (39)3.4.1 USART接口（串行通信接口） (40)3.4.2 JTAG接口 (40)3.5 节点实图 (41)3.6 本章小结 (41)第四章基于ZigBee2006协议栈的无线传感器网络的软件设计 (43)4.1 Z-Stack (43)4.1.1 Z-Stack软件架构 (43)4.1.1.1 系统初始化 (44)4.1.1.2 操作系统的执行 (44)4.1.2 Z-Stack项目中的文件目录 (49)4.2 Z-Stack开发软件 (51)4.2.1 IAR EW8051集成开发环境 (51)4.2.2 ZigBee2006协议栈 (52)4.2.3 SmartRF Flash Programmer软件 (54)4.2.4 ZigBee协议分析仪软件Packet Sniffer (55)4.3 Z-Stack开发的一些基本概念 (55)4.4 实验测试 (60)4.4.1 开关灯控制实验 (60)4.4.1.1 功能描述 (60)4.4.1.2 实验程序 (61)4.4.1.3 实验操作及其结果 (65)4.4.2 温度传输实验 (66)4.4.2.1 功能描述 (66)4.4.2.2 实验程序 (67)4.4.2.3 实验操作及其结果 (73)4.5 本章小结 (76)第五章总结与展望 (77)5.1 无线传感器网络的应用设想 (77)5.2 总结与展望 (78)5.2.1 本文总结 (78)5.2.2 展望 (78)参考文献 (79)附录 (80)致谢 (89)基于ZigBee技术的无线传感器网络的研究与设计作者：闫彦含指导老师：何自立摘要：无线传感器网络是涉及多学科、知识高度集中、在当今国际上备受关注的前沿热点和研究领域。
基于ZigBee技术的无线传感器网络应用方案
科技信息
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基于ZigBee技术的无线网络研究
ａ ｐｃｔｎ ｒ ｓ Ｗ ｔ ｔ ｅｉｐ ｖｍ ｎ ｏ ｔ ｈ ｏ ｇ ｄｐｐ ｌｉ ｐ ｌ ｔ ｎ， ｉ ｅ ｃ ｎｌ ｙ ａ ｅｎｇ ｄａｙ ｎ ｇ ｔ ｔ ｅｅ ｐ ｌ ｉ ｓ ｅ ． ｉ ｅ ｈ ｒ ｅ ｅ ｔ ｆｅ ｎ ｌ ｙａ ｏ ｕ ｒ ｏ ａ ｐ ａ ｏｓ Ｚ Ｂ ｅｔ ｈｏ ｇ ｓ ｅ ｒ ｕｌ ｉｅ ｒ ｅ ｉ ｖｒ ｉ ｏ ａａ ａ ｈｈ ｔ ｍ ｏ ｃ ｏ ｎ ａｔｆ ｙ ｉｉ ｃ ｇ ｅ ｏ ｈ ｂ ａ ｌ ｔ ａ ｄｎ ｏ ｙ
随着 技术 的完 善 和应 用 的普 及 ， ｉＢｅ Ｚｇ ｅ技术 已经 融 入 到人类 生产 生 活 的各 个 角落 。 ｉＢ ｅ技术 的主要应 用 Ｚｇ ｅ
领域 包 括智 能 家庭 领域 、 业 监控 领 域 、 能交 通领 域 、 工 智
个域 网协 调器 是 网络 总 控制 器 ， 一个 网络 中 只存在 一 每 个个 域 网 协调 器 且个 域 网协 调器 只 能是 全 功 能设 备 ； 协
【 ｅｗ ｒｓ】 ｉｅ；ｏ ｃｌａ ｅ ｏ ；ｅ ｏｋｅｉ ；ｃｎｌ ｙ ｄａｔ ｅ Ｋ ｙ ｏｄ ｚ ｂｅｆｔｏｆ ｍ ｗ ｒ ｎｔ ｒｄｖ ｔ ｈｏ ｇ ｖｎ ｇ ｇ ｒｏ ｒ ｋ ｗ ｃ ｅ ｏ ａ ａ ｅ
Ｏ 引言
Ｚ ｇ ｅ名称 起 源 于 蜜蜂 通 过 飞 舞来 实 现 与 同 伴 之 ｉＢｅ 间 的信息 交互 ， ｉＢ ｅ技 术是 一种 低 成本 、 功 耗 、 复 Ｚｇ ｅ 低 低 杂度 、 速率 的 近距离 双 向无 线通 信技 术 或无 线 网络 技 低 术 。诸 多 国际知 名半 导 体企 业 在 ２ ０ ０ １年 ８月 联合 成 立
ｃ ｍｅ ｕ ａ ｒｄ ｃｉ ｎ ｅ ａ ｄｉ ｌ ｓ ｉ ｉ ｎ ｒｌ ｉ ｐｏ ｔ ｇ ｈ ｒｇ ｓ ｕ ａ ｃ ｎ ｌ ｙ ｏ ｒ ｈ ｍ ｎｐ ｕｔ ｎ ｄｌ ， ｎ ｐ ｙ ｓ ｎ ｃ ｔ ｅ ｎ ｒｍｏｉ ｅ ｏ ｒ ｓ ｈ ｍ ｎ ｅ ｈ ｏ ｇ ． ｆ ｏ ｏ ｏａ ｉ ｆ ｔ ａ ａ ｇ ｆ ｉ ａ ｏ ｎｔ ｐ ｅ ｏ ｆ ｔ ｏ
ZigBee无线网络技术研究与应用的开题报告
ZigBee无线网络技术研究与应用的开题报告【开题报告】一、研究背景随着物联网技术的快速发展，在智能家居、智能城市、智能交通等方面，无线传感器网络（WSN）成为不可或缺的一部分。
ZigBee无线网络技术是WSN的一种重要技术之一，已经被广泛应用到各个领域。
ZigBee无线网络技术有许多优点，例如低成本、低功耗、低数据传输速率等，使它成为了物联网中广泛使用的一种技术。
二、研究目的本文的目的是探究ZigBee无线网络技术的基本原理、主要特点、系统结构等方面的内容，在此基础上，深入研究ZigBee无线网络技术在物联网中的应用，进一步探讨其在智能家居、智能城市、智能交通等领域中的优势应用，同时分析其存在的问题与未来发展趋势，对于推动我国物联网技术的发展将具有积极的影响。
三、研究内容本文将重点对ZigBee无线网络技术进行研究，探究其在WSN中的应用，涉及以下内容：1. ZigBee无线网络技术的基本原理及组成要素2. ZigBee无线网络技术的主要特点3. ZigBee无线网络技术在智能家居中的应用研究4. ZigBee无线网络技术在智能城市中的应用研究5. ZigBee无线网络技术在智能交通中的应用研究6. ZigBee无线网络技术在物联网中的发展趋势及展望四、研究方法本文将采用所述内容的文献综述法和实证研究方法进行探究，对于ZigBee无线网络技术的基本概念和原理进行核心知识的梳理和整理，对于研究对象的各方面内容进行深入剖析，探索其内涵和特征，通过实证分析基于ZigBee无线网络技术的物联网应用的现状以及未来前景，加强理论分析和实践研究相结合，规避问题同时提高分析的可信程度。
五、预期研究成果本研究旨在探究ZigBee无线网络技术在智能家居、智能城市、智能交通等各个领域中的应用，分析其优势和不足之处，并对其未来发展趋势进行预测，旨在通过研究分析，推动我国物联网技术的发展，实现智能化、数字化、网络化的目标，预期取得以下成果：1. 详尽阐述ZigBee无线网络技术的基本原理、主要特点等内容2. 探讨ZigBee无线网络技术在智能家居、智能城市、智能交通等领域中的应用3. 分析ZigBee无线网络技术在物联网中的现状和未来发展趋势，并提出相应的建议六、论文大纲一、绪论1.1 研究背景1.2 研究目的和意义1.3 研究内容1.4 研究方法1.5 论文框架二、ZigBee无线网络技术的基本概念2.1 ZigBee无线网络技术的发展历程2.2 ZigBee无线网络技术的基本原理2.3 ZigBee无线网络技术的组成要素三、ZigBee无线网络技术的主要特点3.1 低功耗3.2 低成本3.3 低数据传输速率3.4 安全性四、ZigBee无线网络技术在智能家居中的应用4.1 ZigBee在智能家居中的架构体系4.2 ZigBee在智能家居中的应用场景4.3 ZigBee在智能家居中的优劣势分析五、ZigBee无线网络技术在智能城市中的应用5.1 ZigBee在智能城市中的架构体系5.2 ZigBee在智能城市中的应用场景5.3 ZigBee在智能城市中的优劣势分析六、ZigBee无线网络技术在智能交通中的应用6.1 ZigBee在智能交通中的架构体系6.2 ZigBee在智能交通中的应用场景6.3 ZigBee在智能交通中的优劣势分析七、ZigBee无线网络技术在物联网中的发展趋势与展望7.1 ZigBee无线网络技术在物联网中的现状7.2 ZigBee无线网络技术在物联网中的发展趋势7.3 ZigBee无线网络技术在物联网中的展望八、结论8.1 主要研究结论8.2 不足之处8.3 研究展望参考文献七、进度安排3月：完成研究论文选题、研究背景、研究意义及内容的初步探讨和文献读书；4-5月：对ZigBee无线网络技术的基本原理、主要特点、系统结构、在智能家居、智能城市、智能交通等方面应用的内容进行深入研究和分析，并着重探讨其存在的问题与未来发展趋势；6-7月：撰写论文初稿，并对论文内容进行检查、审查、修改、完善工作；8月：对论文进行加工、制版、提交审查，并在导师的指导下完成论文答辩及修改；9月：完成论文定稿、打印、装订、造册，最终提交学校审查。
基于ZigBee的无线网络信息技术及其应用
１ 无 线 网络的简 介
无线 网络是 指 利 用无 线 电 的技 术 手 段建 立 起远 距 离无 线 连 接 的一 种 网络 技 术 手段 ， 其 以协作 地感 知 、采 集 、处 理和 传 输 网络 覆 盖 地理 区域 或 者 是 区 内被感 知对 象 的信 息 ， 并 最终 把 这 些 信 息发 送 给 网络 的所 有 者 。它综 合 了网 络 技术 的方 方面 面 ， 并通 过 了无线 网 络 实现 了无处 不在 的运 算理 念 。 图 １ 为 无线 网
络 的结构 示意 图 。
应嗣 层 应 用汇 粢 屡 网络 屡
＿ ｒｍ ｎ
Ｉ Ｌ Ｌ Ｃ Ｉ Ｍ Ａ Ｃ
物 理层
图２ Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 协 议 栈 组成
２ ． ２ ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ的网络 拓扑结 构
图 ｌ 无 线 网络 结 构示 意 图
Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ技术 目前支持 ３ 种 通 讯技 术 的网络 拓 扑 ， 其 中包括 星形 （ Ｓ ｔ ａ ｒ ） 、网 状 （ Ｍ ｅ ｓ ｈ ）和 树状 （ Ｃ ｌ ｕ ｓ ｔ ｅ ｒ Ｔ ｒ ｅ ｅ ） 。Ｓ ｔ ａ ｒ网
问题 。
２ Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 协 议栈 组 成 ） 。其 中应用 层是 面对 各 种不 用应 用 型业 务 的最 高层 用 户 ； 应 用汇 聚层 主要 的工作 是将 不 用 的应 用 需求 反 馈到 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ网 络层 上 ；网络 层 主 要 是 功 能层 针 对 一 些 网 络 问 题进行 Ｍ Ａ ｃ 、 拓 扑、 安全 等 等 管 理 ；数据 链 路 层 又 分 为 Ｌ Ｌ Ｃ和 Ｍ Ａ Ｃ ， 对 输 送过 来 的数 据进 行一 个逻 辑 的分析 建 立 ，以保 证数 据
基于ZigBee的无线网络技术及其应用_图文(精)
专家论谈基才ZigBee的无线网络技术及其应用顾瑞红,张宏科(北京交通大学电子信息工程学院,北京100044摘要:Z谵Bee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,本文详细分析了ZigBee技术, IEEE802.15.4标准及相关应用,讨论了它们的关系和相对其它技术的特点,并对其在家庭无线通信网中的应用前景进行了分析和展望。
本文还针对无线网络与NGN(IPV6的结合做了分析。
关键词:IEEE802.15.4ZigBee短距离无线网络IPV6长期以来,低价、低传输率、短距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。
自从Bluetooth出现以后,曾让工业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀跃不已,但是Bluet00tll的售价一直居高不下,严重影响了这些厂商的使用意愿。
如今,这些业者都参加了IEEE802.15.4小组,负责制定ZigBee的物理层和媒体介入控制层。
IEEE802.15.4规范是一种经济、高效、低数据速率(<250 kbp8、工作在2.4GHz和868/928MHz的无线技术,用于个人区域网和对等网状网络。
它是ZigBee应用层和网络层协议的基础。
zigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。
主要用于近距离无线连接。
它依据802.15.4标准,在数千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。
一般而言,随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。
相对于现有的各种无线通信技术,ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术。
同时由于zigBee技术的低数据速率和通信范围较小的特点,也决定了ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务。
所以ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。
基于ZigBee的无线网络技术及应用
ｉｔ ｄ ｃ ｓｔｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｃ ａａ ｔｒ ｔ ｄ ｐｏｏ ｏ ｒｈ ｔｃ ｒ ｉＢ ｅ ｔ ｈ ｏｏ ｙ ｆ ｓ ．Ｔ ｅ ｎ ｒ ｕ ｅ ｏ ｃ ｐ ， ｈ ｒｃｅ ｓｉ ａ ｒ ｔｃ ｌ ａｃ ｉ ｔ ｅ ｏ Ｚ ｇ ｅ ｅ ｎ ｌｇ ｒ ｈ ｎ，ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｏ ｈ ｉ ｃｎ ｅ ｕ ｆ ｃ ｉ ｔ ｈ ａ ｅ
ｄｓ ｕ ｓ ｓｏ ｔｅ ａ ｐｉａｉｎ ｆ Ｚ ｇ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｏ ｈｓ ｂ ｓｓ Ｆ ｎ ｌ ｉｃ ｓ ｎ ｈ ｐ ｌｃ ｔｏ ｏ ｉ Ｂ ｅ ｔ ｎ ｌｇ ｎ ｔ ｉ ａ ｉ ． ｉａｌ ｔｅ ｔｅ ｄ ｏ ｔ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｓ ｅ ｃ ｙ ｙ， ｈ ｒｎ ｆ ｉ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｉ ｓ
（ ｏ 开放系统互连（ Ｓ） Ｊ ） ｓ ＯＩ 参考模式。它定义 了单一 的 Ｍ Ｃ层 和多样 的物理层 ， 图 １ 示 。 Ａ 如 所
Ｚｉ ｅＰｒ ｆｌ ｓ ｇＢｅ ｏ ｅ ｉ
网 络 应 用 层 数 据 链 路 层
Ｉ ＥＥＥＳ ２ ｌ ． ０ ４ ＬＬＣ ５ ８ ２２Ｌ ０ ＬＣ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ＺｉＢ ｅ ｉ ｒｕ ｆ ｔｃ ｎ ｌｇ ｔｎ ａｄ ｂ ｅ ｎ ８ ２． ５． ｒｌｓ ｔｎ ａｄ ｗｈｃ ａ ｅ ｎ ｓｒ ｃ ： ｇ ｅ ｓ ａ ｇ ｏ ｐ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｓ ｄ ｒ ａ ｄ ｏ ０ １ ４ ｗｉ ｅ ｓ ｓａ ｄ ｒ ｉｈ ｈ ｓ ｂ ｅ ａ ｓ ｅ ａ ｔｏｉｅ ｙＩ ｕｈ ｒｚ ｄ ｂ ＥＥＥ．Ｉ ｓｕ ｅ ｎ ｔ ｅｆ ｌ ｆｎ ｔ ｏ ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｎ，ｅ ｕ ｔ ｎ ｐ ｌ ａｉｎ ｓ ｆｗ ｒ Ｔｈ ａ ｒ ｔｉ ｓ ｄ ｉ ｅｄ ｏ ｅ ￣ ｏ ｓｒ ｃｉ ｓ ｃ ｒ ｙａ ｄａ ｐ ｉ ｔ ｏｔ ａ ｅ． ｅ ｐ ｐ ｈ ｉ ｗ ｏ ｉ ｃ ｏ ｅ
基于ZigBee技术的无线通信浅析
基于ZigBee技术的无线通信浅析
ZigBee技术是一种短距离低功耗无线通信技术，广泛应用于物联网、家居自动化、智能城市等领域。
ZigBee技术主要特点是低功耗、小型化、低成本、网络自组织等。
下面简要介绍ZigBee技术的工作原理、协议架构和应用场景。
一、工作原理
ZigBee技术采用IEEE802.15.4无线通信标准作为物理层和MAC层协议，实现低速率、低功耗和短距离无线通信。
该技术采用分散式网状网络架构，节点之间透过分布在各节点
上的协议栈沟通。
其中，网络中的一个节点可能是终端设备，也可能是中继设备或协调器，不同类型的设备在协议栈处理、功率管理、信道选择等方面有所不同。
二、协议架构
ZigBee技术的协议架构分为物理层、MAC层、网络层、应用层和安全层。
其中，物理
层实现无线信号的传输，MAC层实现网络的接入、帧的传输和路由选择等功能，网络层实
现高级的网络拓扑结构和路由协议，应用层实现特定的应用需求，安全层提供数据加密和
验证等安全保障功能。
三、应用场景
ZigBee技术的应用场景非常广泛，包括智能家居、物联网、智能医疗、智能能源、智能交通等领域。
例如，在智能家居领域，ZigBee技术可以实现家庭自动化的控制和管理，如家居照明、智能家电、安防监控、智能化窗帘等。
在物联网领域，ZigBee技术可以实现物联网节点之间的数据传输、数据采集和数据处理等任务。
在智能交通领域，ZigBee技术可以实现车辆之间和车辆与道路设施之间的通信，提高道路交通安全和效率等。
浅谈基于Zigbee技术的智能化办公无线网络应用研究
创新技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald48随着社会发展，科技水平的提高以及计算机技术、通信技术和网络技术的发展，智能办公系统逐渐成为面向未来的发展方向。
智能办公系统是综合运用网络、计算机和综合布线技术，通过办公场所公共信息管理平台将与办公有关的各种通讯设备、电器和安保门禁装置经由无线传输的总线技术连接到一个智能化系统上，从而构建成一个网络环境，它能够实现便携式的监控和管理，并最大限度保持各种办公设备、设施与办公室环境的协调。
在智能办公控制系统中，采用无线网络技术可以解决有线网络布线麻烦，网络节点多，使用电缆数量庞大等问题。
而智能办公系统对数据的载入与输出要求不大，但其要求低成本和低消耗，也就是在这样的环境下一种基于IEEE802.15.4标准的短距离无线网络协议的Zig b e e 技术的出现，有助于我们在公共场合下的网络更加方便快捷。
1 Zigbee技术说明Zi g b e e 技术是I EEE 802.15.4协议的代名词，是一种短距离、低功耗的无线通信技术，其拥有着近距离、复杂度低、自组织、低功耗、数据速率低、低成本的特点。
在Zi g b e e出现之前，蓝牙则是一项最热门的技术，但是蓝牙的缺点很多，如规模小，距离，消耗功率大等不足。
而在很多办公领域，对网络系统要求都非常高。
所以，Zigbee技术一经问世，立刻在消费电子、能源管理、卫生保健、办公自动化等多个领域得到了研究和应用开发。
Z i g b e e 技术的特点和优势明显，具体讲有：（1）近距离。
其传输范围一般介于10～80 m 之间，在增加射频(R F)发射功率后，亦可增加到1～3 k m。
这样的工距非常适合各种办公场所和会馆的需求；（2）架构简单，容量大。
Zi g b e e可采用星状、树状和网状网络结构，在每一个Zig b ee组成的无线网络中,连接地址码分为16bit短地址码或者64bit长地址码，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管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，充分保障了办公场所各种设备和人员通信的基本需求；（3）低速率。
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证生成模块与一个许可证解析模块是对应的 。 (2)许可证解析和使用 许可证 的解析和使用模 块的功 能有两个 :一 个是检验 许可
证是否可用 , 如 :结构是否 合法 , 是否满足有 效期和使 用次数的 要求以及其 它 的 要求 等 ;另 一 个是 从 许 可证 中 解析 出 真 正的 Key , 将 Key 传送给客户端控件或其它使用 Key 的合法模块 。
Abstract In this paper , we discuss the characters and application fields of ZigBee technology .In addition, we compare ZigBee technology with Bluetooth technology .Furthermore ,we introduce a method based on license technology for device authentication in ZigBee wireless network.
1 ZigBee 的技术特点
ZigBee 作为一种无线连接新规格 , 可工作在 2.4GHz(全球流 行)、868MHz(欧洲流行)和 915MHz(美国流行)这 三个频段 上 , 并 在这三个频 段上分别具有 250kbps 、20kbps 和 40kbps 的 最高数据 传输速率 。 它的传输距离在 10 米 ～ 75 米的范围内 , 但也可以 更
第 21 卷第 6 期 2004 年 6 月
计算机应用与软件 Computer Applications and Software
Vol.21 ,No.6 Jun.2004
基于 ZigBee 技术的无线网络应用研究
原 羿1 苏鸿根2
1(中国科学院研究生院 北京 100037) 2(中国科学院软件研究所 北京 100080)
2 ZigBee 的应用目标
ZigBee 技 术的目标不是 要和 蓝牙技 术竞 争 , 而是要 补充 蓝 牙技术的盲区 。 蓝牙技 术的高 带宽特 性使它 更适合 于音频 、视
收稿日期 :2003 -03 -26 。 原 羿 , 硕 士生 , 主研 领域 :网络 多媒体 文 件 , 文件加密保护和文件安全传输等 。
态通常 15ms
状态通常 3s
活动的随动装置通道 访问时间 活动的随动装置通道访 问时
通常是 15ms
间通常是 2s
随动装置费用最小
低附加值的连接
最小软件和处 理(80C51), 无需 利用主机的处理能力
花费问题 主机平台
(ARM 7...)
系统设计目标是最终 单片无线 802.11 功能 , 但 具 备简 化 的
表 2 许可证结构定义表
长 度
内容及分配
8 “ License String”
说 明 许可证结构起始标志
16 LicenseID
一个 GUID 值 , 标识该 许可证 的唯一 性。
2
一个 WORD 值 , 记录 许可 一个 许可 证 内 可 包 含 对 应 于 多 个
证包含的密钥数 :N
KeyID 的密钥
-应用系统的实现
规范 。
4.1 问题的提出
在 ZigBee 网络中 , 结点间相互传 递信息 , 就必然产生两个危 险 :一是接收方如何确定收到的信息是否来自正确的发送方 ;二 是发送方如何确定信息 到达了 正确的 接收方 , 而没 有被其 他设 备接收 。
这样的例子 在实 际应 用中 是 可以 遇到 的 。 比 如我 们使 用 ZigBee 技术制作鼠标 , 如 果同 一个房 间里 有多台 计算 机都 使用 ZigBee 鼠 标 , 那么 , A 鼠标 如何确 定它的信 息发送 给了 A 机器 , 而不是发送给了同一 个网络中的 B 机器 ;同样地 , A 机器如 何确 定它收到的信号是来自 A 鼠标 , 而不 是来自同 一网络中 的 C 鼠 标呢 ?
图 1 无线连接技术的分类及各自位置
大 。 实际的传输距离依据发射 功率的大小和应用模式而定 。 而 这个传输距离已经完全 可以满 足家庭 和办公 环境的 应用需求 。 而且 , 一台 ZigBee 设备可以连接多达 254 个其他 ZigBee 设备 。
图 2 ZigBee 技术的工作频率 ZigBee 最 显 著 的 技 术 特 性 是 它 的低 功耗 和低 成 本 。 由于 采 用较 低 的数据传输速率 、较低的 工作频 段和 容量更小的 Stack , 并且 将设备的 ZigBee 模块在未投入使用的情况 定义为 低功耗的 休眠 状态 , ZigBee 模块的 整 图 3 ZigBee 网络拓扑 体功耗非常低 。 据称 , 根据现有的 ZigBee 技术 规格制造的产品 , 在绝大多数目标应用 场合下仅靠 2 节标准 5 号电池就可以 持续 工作 6 个月至两年 。 另外 , ZigBee 模块是集 成度很高 的单芯片 , 目前成本为 6 美元 , 预计 生产成本可降至 2～ 3 美元 。
N ＊16 KeyID
N 个 密 钥 的 KeyID , 用 于 检 索 , 一个 KeyID 是一个 GUID 值 , 由工具产生 。
N ＊L 加密的 Key
最后的长度要增加至 16 字节的整数 倍 , 以便于 RC6 的加 、解密运算。
对于许可证的使用 , 主要有三个部分 , 以下分别进行简单的 描述 。 这三部分功能也 有可能 不以控 件的方 式存在 , 而是 集成 在某个模块中 。
传输干扰 1M 符号/ 秒
62.5K 符号/ 秒
峰值信息速度约 720Kb s
4 位/ 符号
峰值信息速度约 128Kb s
电源需求
普通电池可支持两年以上 为优化随动装置电源 需求而设
计
类似 移 动 电 话 的 电 源 模 块
(定期充电) 为最大限 度实现 ad -hoc 功 能而设计
定时
新的随动设备列举通常为 30ms 新随动设备列举 3s 休眠的随动设备切换 到活动状 休眠的随动设备切换到 活动
摘 要 对 ZigBee 技术的特点和应用领域进行了探讨 , 并对 ZigBee 技 术和 Bluetooth 技术 进行了比较 。 提出了在 ZigBee 无线 网络 中利用许可证技术进行设备身份认证的方法 。 关键词 ZigBee 许可证 身份认证
THE STUDY OF WIRELESS NETWORK APPLICATIONS BASED ON ZIGBEE TECHNOLOGY
4 进一步探讨 ———设备的身份认证
图 4 ZigBee 的目标市场 ZigBee 的 应 用目 标 是 :PC 外 设
(键盘 、鼠 标 、游 戏 控制 杆)、消费 类 电子设备(TV 、VCR 、CD 、VCD、DVD 等 设备上的遥 控装置)、室 内智能 控制 (照明控 制 、空 调 控 制 、煤 气 计量 控 制及 火 灾 报 警 等)、玩 具 (电 子 宠 图 5 ZigBee 的层次结构 物)、医护(监 视器 和 传 感器)、工 业 控制(监视器 、传感器和自动控制设备)等等 。 虽然 ZigBee 和蓝牙共同工作在 2.4GHz 的频率上 , 但它们之 间的干扰却微乎其微 。ZigBee 模块在未投入 使用的情 况下属于 低功耗的休眠状态 , 因此 , 对蓝牙设备的数据传输造成干扰的可 能性极小 。 反之 , 如果 蓝牙设备对 ZigBee 设 备的数据 传输造成 干扰 , 致使 丢失 数据 包 , ZigBee 的发 送方 将收 不到 接收 方 的反 馈 , 则发送方将重新发送数据 , 直到数据被正确传输为止 。
蓝牙 2.4GHz
1Mbps
10 米 250KB 较高 10 ～ 20 美元
8 较慢
IEEE 标准 802.15.4
802.15.1
应用领域
静态网络 、大量设备 、不频繁的 使用 、小数据包
可 能 设 备 间 的 Ad -hoc 网 络 、无线音频 、屏幕图像 和图
片等 、文件传输
FHSS
DSSS 11 片/ 符号
(3)许可证的存储与管理 许可证的存储要完成几个工作 :存储许可证 、将许可证与硬 件绑定 、添加删除许 可证 、接供上层模 块一个要 求的许可证 、基 本的管理功能等 。 采用许可证技术进行设备身份认证具有以下几个优势 : 许可证无法复制 ; 许可证存储在设备中 , 不会丢失 ; 可以灵活地实现对设备权限的限制(工作时间 、是否允许发 送 、是否允许接收等)。 采用许 可证技术进行身 份认证 后 , 接 收方设 备的存储 器中 维护一个访问权限表 , 存储 有权限 向本设 备发送 信息的 设备的 设备信息 。 采用许可证技术后 , ZigBee 网络中信息传递的过程如下 : (1)发送方向接收方发送信息 , 并附加本设 备信息 。 (2)接收方收到信息 后 , 先将 信息 和发送 方设 备信息 存储 在一个缓冲区中 , 然后将发 送方的 设备信 息与本 地存储 器中的 访问权限表相比较 , 确定发 送方设 备是否 有权限 向本设 备发送 信息 。
表 1 ZigBee 与蓝牙主要特性对照表
特性
Zig Bee
工作频段 2.4GHz 、868MHz 和 915MHz
最高数据 传输速率
250Kbps 、20Kbps
和
40K bps
覆盖范围 10 ～ 75 米 栈容量 28KB
功耗 极低 模块成本 6 美元 可连接的 设备数量 254
响应速度 极快 , 适合实时性强的应用
4.2 解决方案探讨
上面提出的问题 , 涉及 网络安 全的身 份认证方 面 。 在 网络 安全 方面 , 实 现身份 认证 的方法 很多 , 但 根据 ZigBee 网 络的 特 点 , 我们认为采用许可证技术较为适合 。
许可证是一个数 据结构 , 它包括设备的信息 、权限 、等级 、密 钥等信息 , 用于确定设备的身份信息 、操 作权限和提供必要的密 钥。