ZigBee 无线网络技术现状-结构图
ZigBee网络拓扑结构显示
实验二ZigBee网络拓扑结构显示【实验目的】1、熟悉Qt编写程序的方法;2、了解Qt显示ZigBee网络拓扑结构的工作原理;【实验设备】1、装有RedHat AS5系统或装有RedHat AS5虚拟机的PC机一台;2、物联网开发设计平台一套;【实验要求】使用Qt为ZigBee网络编写拓扑结构;1、编程要求:使用提供的API函数编写应用程序;2、实现功能:构建ZigBee网络拓扑结构;3、实验现象:显示网络的拓扑结构;【实验原理】本实验箱针对Qt下,将服务程序的API做了一定的封装,并提供了非常方便使用的接口函数,可以让用户在Qt环境下绘制Zigbee网络的拓扑结构。
这些函数都被封装在一个叫做TopologyWidget的类中,它们的详细介绍如下:【函数原型】void TopologyWidget::SetTopologyArea(const QString &ip, QScrollArea *area); 【功能】设置用来显示拓扑图的滚动区域控件【参数】ip: 运行服务程序的网关(计算机)的IP地址area: 用来显示拓扑图的滚动区域控件【返回值】无【头文件】使用本函数需要包含"topologywidget.h"【函数原型】void TopologyWidget::UpdateTopologyArea(QScrollArea *area);【功能】立即刷新滚动区域控件中的拓扑图【参数】area: 用来显示拓扑图的滚动区域控件【返回值】无【头文件】使用本函数需要包含"topologywidget.h"在实际应用中,用户需要首先在界面中放置一个,假设其名称为“scrollArea”,只需要在窗体的构造函数中,完成了setupUi的操作之后,调用TopologyWidget::SetTopologyArea函数即可使拓扑图显示在这个滚动区域中,参考下面的代码。
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。
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
Zigbee无线通信研究背景及技术现状
Zigbee无线通信研究背景及技术现状Zigbee无线通信研究背景及技术现状 1研究背景...................................................................... (1)2 ZigBee技术研究现状 ..................................................................... . (2)1研究背景如今,近距离无线通讯技术在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。
蓝牙(Bluetooth),ZigBee,Wi-Fi,无线USB等竞争激烈,各有千秋。
但随着通讯设备的复杂度,功耗以及系统成本的增加,相对于其他无线通讯技术,ZigBee的低成本,低功耗等诸多优势在其激烈的竞争中脱颖而出。
ZigBee一词源自蜜蜂群发现花粉位置时,通过跳ZigZag舞蹈来告知同伴,达到交换信息的目的。
可以说是小动物通过简捷的方式实现“无线”通讯。
人们借此称呼一种专注于低功耗,低成本,低复杂度,低速率的近程无线通讯技术。
这种低速率无线通讯技术更贴近人们的日常生活,可以满足工业、家居、医学等用途的低成本和低功耗需求。
信息化时代的到来,人们对网络通信技术的要求越来越高。
传统的数字化设备的有线连接给人们的灵便生活带来诸多不便。
发展无限网络技术,将设备从有线连接的束缚中解脱出来,方便人们的使用,已经成为一种趋势,将无线技术运用到智能车设计中,从而使汽车轻松实现无线数据传输、语言通讯、目标跟踪、自动报警等功能已经是必然的趋势,但传统的无线技术大多成本高、结构复杂,不利于无线技术的推广。
近几年来,一些公司和标准化组织就开始在探寻在不同领域的无线网络连接技术。
并且开发出一系列技术标准。
如红外、蓝牙(Bluetooth)、Wi-Fi(IEEE 802.11b)、家用射频等。
无线传感器网络技术的研究热潮掀起了一场后PC时代的革命。
zigbee网络拓扑结构及节点设计
zigbee网络拓扑结构及节点设计作者:叶子2 1 引言基于zigbee技术的无线传感器网络适用于网点多、体积小、数据量小,传输可靠、低功耗等场合,在环境监测、无线抄表、智能小区、工业控制等领域已取得一席之地[1]。
同时,zigbee规范与协议日臻完善[2]。
从zigbee1.0、zigbee1.1到目前最新的zigbee2007/pro,zigbee协议规范的演进对硬件系统提出了更高的要求[3]。
2 设计要求2.1 zigbee网络结构从网络结构上看,zigbee网络有星形,树形,网状3种模式,按照网络节点功能划分可分为终端节点(ep)、路由器节点(rp)和协调器节点(cp)3种[2]。
其组织结构如图1示。
图1 zigbee网络拓扑结构其中,协调器节点负责发起并维护一个无线网络,识别网络中的设备加入网络;路由器节点支撑网络链路结构,完成数据包的转发;终端节点是网络的感知者和执行者,负责数据采集和可执行的网络动作[2]。
这就要求zigbee网络节点需扮演终端感知者、网络支持者、网络协调者3种角色。
从功能上,zigbee节点应由微控制器模块、存储器、无线收发模块、电源模块和其它外设功能模块组成。
其结构如图2所示。
图2 zigbee网络节点模块图其中,包括dma、usart模块、定时器模块、a/d模块在内的丰富的外设功能来满足网络对硬件资源的需求,存储器模块完成协议栈的存储与执行,cpu实现数据的运算与处理,mac定时器用于实现网络同步,使用aes技术对信息进行加密,无线模块完成收据的收发与信息帧控制。
2.2 zigbee网络节点设计要求(1)可供选择的无线频段。
无线频段的选择要兼具较高的传输速率和较好的绕射性能,同时要具备一定的抗干扰力。
2.4ghz频段是ieee 502.15.4定义的工作在ism频段的两个工作频段之一,有16个速率为250kb/s的信道。
(2)体积小,成本低,易于大规模布建。
zigbee技术较其它无线技术的优势在于自组网,这就需要布建大规模的网络节点,因此成本问题凸显出来,有资料显示:10$左右的zigbee网络节点有较高的性价比。
zigbee_树形网络地址分配及路由
树型路由机制包括配置树型地址和树型地址的路由。
当协调器建立一个新的网络,它将给自己分配网络地址0,网络深度Depth0=0。
如果节点(i)想要加入网络,并且与节点(k)连接,那么节点(k)将称为节点(i)的父节点。
根据自身的地址Ak和网络深度Depthk,节点(k)将为节点(i)分配网络地址Ai和网络深度Depthi=Depthk+1。
网络深度表示仅仅采用父子关系的网络中,一个传送帧传送到ZigBee协调器所传递的最小跳数。
ZigBee协调器自身深度为0,而它的子设备深度为1。
图3为ZigBee树型结构。
参数nwkMaxChildren(Cm)表示路由器或协调器在网络中允许拥有子设备数量的最大值。
参数nwkMaxRouters(Rm)表示子节点中路由器的最大个数,而剩下的设备数为终端设备数。
图3 ZigBee树型结构一个新的RFD节点(i),它没有路由能力,它与协调器连接作为协调器的第n个子节点。
根据它的深度d,父节点(k)将为子节点(i)分配网络地址:Ai=Ak+Cskip(d)·Rm+n 其中1≤n≤(Cm-Rm)如果是新的子节点FFD,它有路由能力,父节点(k)将给它分配网络地址:Ai=Ak+1+Cskip(d)·(n-1)其中,否则,参数nwkMaxDepth (Lm)表示网络的最大深度。
假设一个路由器向网络地址为D的目的地址发送数据包,路由器的网络地址为A,网络深度为d。
路由器将首先通过表达式:A <D<A + Cskip( d-1 )判断该目的节点是否为自己的子节点。
如果目的节点是自己的子节点,则下一跳节点的地址为:否则,下一跳节点是该路由器的父节点。
zigbee技术原理PPT幻灯片课件
因此Zigbee设备应该包括IEEE802.15.4的物理层和MAC层 以及Zigbee堆栈层,其中Zigbee堆栈层包括Zigbee联盟定义 的网络层和应用层以及安全服务商提供的安全服务层。
1. 物理层和MAC层 IEEE802.15.4标准为低速率无线个人域网定义了OSI 模型最底层的两层,即物理层和MAC层,也是Zigbee协议 底部的两层,因此这两层也称为IEEE 802.15.4通信层。其 详细内容见2.3节。
管理服务接口的作用有以下两点: 提供的服务包括配置新设备、创建新网络、设备请 求加入或者离开网络。 允许Zigbee协调器或路由器请求设备离开网络、寻 址、路由发现等功能。
3. 应用层 应用层包括三部分:应用支持子层(APS)、Zigbee设 备对象(ZDO)和厂商定义的应用对象。 应用支持子层提供了网络层和应用层之间的接口, 包括数据服务接口和管理服务接口。其中管理服务接口提 供设备发现服务和绑定服务,并在绑定的设备之间传送消 息。 Zigbee设备对象功能包括:定义设备在网络中的角 色(比如协调器、路由器或终端设备),发起和响应绑定请 求,在网络设备之间建立安全机制。另外,还负责发现网 络中的设备,并且向他们提供应用服务。
(3). 网状型网络的形成过程 在网状型网络中,每个设备都可以与在无线通信范 围内的其他任何设备进行通信。理论上任何一个设备都可 定义为PAN主协调器,设备之间通过竞争的关系竞争PAN 主协调器。但是在实际应用中,用户往往通过软件定义协 调器,并建立网络,路由器和终端设备加入此网络。当协 调器建立起网络之后,其功能和网络中的路由器功能是一 样的,在此网络中的设备之间都可以相互进行通信。
本节将重点介绍Zigbee网络体系、Zigbee网络拓扑结 构和Zigbee协议架构。
ZigBee无线网络(计算机体系结构答辩用)
能实现1.0版ZigBee协议栈的功能。Coordinator可以连接使用ARM处理器开发的嵌入式 系统,功能较多的路由节点(RN+,RN-)由高档单片机充当,功能较少的叶子节点(RFD) 使用普通的单片机.模块还可以根据实际需要,工作在不同的睡眠模式和节能方式。 射频芯片采用Chipcon公司生产的符合IEEE 802.15.4标准的模块CC2420;控制射频 芯片的微处理器,可以根据需要选择Atmel公司的AVR系列单片机或者Silicon Labs公司 的8051内核单片机.单片机与射频芯片之间通过SPI进行通信,连接速率是6Mbps。单片 机与外部设备之间通过串口进行通信,连接速率是38.4kbps.单片机自带若干ADC或者温 度传感器,可以实现简单的模数转换或者温度监控.为了方便代码移植到不同的硬件平 台,模块固件采用标准C语言编写代码实现。
一 ZigBee网络概述
ZigBee是一种低速无线个域网技术,它适用于通信数据量不大,数据传输率相对
比较低,分布范围较小,但对数据的安全可靠有一定的要求,而且要求成本和功耗非 常低,并容易安装使用的场合。它具有以下几个特点。
1.较灵活的工作频段
为了适应世界各国的不同情况,定义了2.4GHz频段和868/915MHz 频段:2.4GHz频
段在全世界范围内是通用的,而868/915MHz频段分别适应欧洲和北美。在2.4GHz频段 里分配了16个信道,每个信道带宽为6MHz,数据传输速率为250kb/s;868MHz频段有一 个信道,数据传输速率为20kb/s;915MHz频段里有10个信道,数据传输速率为40kb/s。
我国使用的ZigBee设备应该工作在2.4GHz频段。免注册的频段和较多的信道使ZigBee
应用支持子层为上层实体(NHLE)与网络层提供了一个接口。APS层理论上包含一
zigbee的系统结构和组网方式
简介ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据传输速率的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案。
ZigBee是建立在IEEE 802.15.4标准之上,它确定了可以在不同制造商之间共享的应用纲要。
IEEE 802。
15.4标准定义了ZigBee协议的PHY层和MAC层。
PHY层规范确定了在2.4GHz(全球通用的ISM频段)以250kb/s的基准传输率工作的低功耗展频无线电以及另有一些以更低数据传输率工作的915MHz(北美的ISM频段)和868MHz(欧洲的ISM频段)的实体层规范。
MAC层规范定义了在同一区域工作的多个IEEE 802。
15。
4无线电信号如何共享空中通道。
为了促进ZigBee技术的发展,2001年8月成立了ZigBee联盟,2002年下半年,英国Invensys公司、日本三菱电子公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司四大巨头共同宣布,它们将加入“ZigBee联盟”,目前该联盟已经有150多家成员,以研发名为ZigBee的下一代无线通信标准.正如前面所述,ZigBee不仅仅只是802。
15.4的名字,IEEE 802。
15.4仅处理低级MAC层和PHY层协议,所以ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化,还开发了安全层,以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识。
ZigBee的组成和构网方式1。
FFD和RFD利用zigbee技术组件的无线个人区域网(WPAN)是一种低速率的无线个人区域网(LR WPAN),这种低速率个人区域网的网络结构简单、成本低廉,具有有限的功率和灵活的吞吐量。
在一个LR WPAN网络中,可同时存在两种不同类型的设备,一种是具有完整功能的设备(FFD),另一种是简化功能的设备(RFD)。
在网络中,FFD通常有3中工作状态:(1)作为个人区域网络(PAN)的主协调器;(2)作为一个普通协调器;(3)作为一个终端设备。
FFD可以同时和多个RFD或其他FFD通信。
zigbee技术 PPT课件
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:
Zigbee框架体系结构及组网技术的研究及应用
- 174 -Zigbee 框架体系结构及组网技术的研究及应用单洪伟,费琳琳(日照职业技术学院 山东 日照 276800)在过去的几年里,随着信息技术的发展,计算机、网络已经成为人们日常生活的一部分。
相对于有线和远距离无线传输的不方便和昂贵资费,人们提出在自身周边几米或者几十米范围之内短距离通信的需求,需求推动科技发展。
于是出现了无线个人区域网络(Wireless Personal Area Network, WPAN)的概念。
WPAN 网络为短距离范围内的网络设备建立无线连接,把几米或者几十米范围内的多个网络设备通过无线的方式连接在一起,使它们可以相互通信甚至可以通过某个设备接入局域网(LAN)或Internet。
短距离、无线通讯技术一时风起云涌,成为信息通讯技术研究和发展的热点。
各种新的无线通讯技术层出不穷,无线局域网络日渐走入人们的生活。
Wi-Fi、蓝牙(Blue Tooth)、WLAN,Zigbee,红外线等无线技术相继出现,也逐渐为人们所熟知。
无可否认,各种无线技术在市场化的过程中展现了具大的应用潜力,但于此同时,各种无线链接方式的优缺点也都饱受诟病。
就像Wi-Fi 的穿透性、距离;蓝牙的传输速度、红外线的无障碍、直线要求。
就现在移动公司大力推广的、如日中天的WLAN 来说,区域范围小和基础布置的高费用也一直困扰着管理者收稿日期:2014–03–03 稿件编号:201403025基金项目: 山东省科技厅2013科学技术发展计划(政策引导类)项目(2013YD01023)作者简介: 单洪伟(1978—),男,山东莒县人,硕士,讲师。
研究方向:网络技术。
摘要:基于Zigbee 网络的分层网络框架体系结构和以IEEE 802.15.4为基础的协议栈架构,采用理论介绍和实验验证相结合的方法,首先对Zigbee 网络框架结构体系进行了介绍,接着通过无线控制开关与照明设备间的无线连接方式和路由选择实验,来验证Zigbee 网络的自主搜索、自主组网的技术特点,最后得出Zigbee 作为一种新型的无线网络形式,在无线物联传感方面有巨大的优势,必将在无线传感网络中获得更广泛的应用。
zigbee技术 PPT课件
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。
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。
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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
三种zigbee网络架构详解
三种zigbee网络架构详解zigbee作为一种短距离、低功耗、低数据传输速率的无线网络技术,它是介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案,在传感器网络等领域应用非常广泛,这得益于它强大的组网能力,可以形成星型、树型和网状网三种zigbee网络,可以根据实际项目需要来选择合适的zigbee网络结构,三种zigbee网络结构各有优势。
星形拓扑是最简单的一种拓扑形式,他包含一个Co-ordinator(协调者)节点和一系列的End Device(终端)节点。
每一个End Device 节点只能和Co-ordinator 节点进行通讯。
如果需要在两个End Device 节点之间进行通讯必须通过Co-ordinator 节点进行信息的转发。
这种拓扑形式的缺点是节点之间的数据路由只有唯一的一个路径。
Co-ordinator(协调者)有可能成为整个网络的瓶颈。
实现星形网络拓扑不需要使用zigbee 的网络层协议,因为本身IEEE 802.15.4的协议层就已经实现了星形拓扑形式,但是这需要开发者在应用层作更多的工作,包括自己处理信息的转发。
树形拓扑包括一个Co-ordinator(协调者)以及一系列的Router(路由器)和End Device (终端)节点。
Co-ordinator 连接一系列的Router 和End Device,他的子节点的Router 也可以连接一系列的Router 和End Device. 这样可以重复多个层级。
树形拓扑的结构如下图所示:需要注意的是:Co-ordinator 和Router 节点可以包含自己的子节点。
End Device 不能有自己的子节点。
有同一个父节点的节点之间称为兄弟节点有同一个祖父节点的节点之间称为堂兄弟节点树形拓扑中的通讯规则:。
ZigBee堆栈结构介绍
ZigBee堆栈结构介绍作者:Rogelio Reyna Garcia / 应用工程师/ 飞思卡尔半导公司引言:ZigBee标准定义了一种堆栈协议,这种协议能够确保无线设备在低成本、低功耗和低数据速率网络中的互通作业性。
本文简要说明ZigBee标准中规定的ZigBee堆栈结构。
ZigBee堆栈是在IEEE 802.15.4标准基础上设立的,定义了协议的MAC和PHY层。
ZigBee设备应该包括IEEE802.15.4(该标准定义了RF射频以及与相邻设备之间的通讯)的PHY和MAC层,以及ZigBee堆栈层:网络层(NWK)、应用层和安全服务提供层。
图1为这些组件的概况。
图1:ZigBee堆栈架构ZigBee堆栈层每个ZigBee设备都与一个特定类别(profile)有关,可能是公共类别或私有类别。
这些类别定义了设备的应用环境、设备类型以及用于设备间通讯的丛集。
公共类别可以确保不同供货商的设备在相同应用领域中的互通作业性。
设备是由类别定义的,并以应用对象(Application Objects)的形式实现(见图2)。
每个应用对象透过一个端点连接到ZigBee堆栈的余下部份,它们都是组件中可寻址的组件。
从应用角度看,通讯的本质就是端点到端点的连接(例如,一个带开关组件的设备与带一个或多个灯组件的远程设备进行通讯,目的是将这些灯点亮)。
端点之间的通讯是透过称之为丛集的数据结构实现的。
这些丛集是应用对象之间共享信息所需的全部属性的容器,在特殊应用中使用的丛集在类别中有定义。
图2就是设备及其接口的一个例子:图2:设备及其接口每个接口都能接收(用于输入)或发送(用于输出)丛集格式的数据。
一共有二个特殊的端点,即端点0和端点255。
端点0用于整个ZigBee设备的配置和管理。
应用程序可以透过端点0与ZigBee堆栈的其它层通讯,因而实现对这些层的初始化和配置。
附属在端点0的对象被称为ZigBee设备对象(ZD0)。