第1章-WSN与Zigbee概述

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传感器与无线传感网络ZigBee介绍

无线传感网络的概念和特点
无线传感网络（WSN）是一种由大量传感器节点组成的网络，用于监测和控制物理或环境参数。
传感器节点具有低功耗、低成本、体积小等特点，可以大量部署在监测区域。
无线传感网络采用无线通信技术，如ZigBee、蓝牙、Wi-Fi等，实现传感器节点之间的数据传输。
无线传感网络具有自组织、自愈、分布式等特点，可以适应各种复杂的环境。
和控制各种物理量
分类：根据测量原理和功能，可分为温度传感器、压力传感器、流量传感器、加速度传感器
等
ZigBee：一种低功耗、低成本、低速率的无线通信技术，适用于无线传感网络
应用领域：广泛应用于工业自动化、智能家居、医疗设备、环
境监测等领域
特点：低功耗、自组织、自愈、安全性高、
网络容量大等
传感器与无线传感网络 ZigBee介绍
演讲人
传感器与无线传感网络概述
ZigBee技术的应用领域
ZigBee技术原理
ZigBee技术的发展趋势
传感器与无线传感网络概述
传感器的定义和分类
传感器：能够检测和测量物理量、化学量、生物量等信号的装置
无线传感网络：由大量传感器节点组成的网络，用于实时监测
04
智能化：ZigBee技术不断融入人工智能技术，实现设备的智能化控制
市场前景与挑战
市场前景：随着物联网技术的发展， ZigBee技术在智能家居、智能医疗、智能交通等领域具有广泛的应用前景。
技术挑战：ZigBee 技术需要不断升级以满足日益增长的数据传输速度和安全性要求。
竞争挑战：ZigBee 技术面临其他无线通信技术的竞争，如 Wi-Fi、蓝牙等。

ZigBee Wireless Networks and Transceivers中文翻译第一章 ZigBee基础

由于国内暂时还没有该文献的中文版本，而ZigBee Wireless Networks and Transceivers又是ZigBee界的葵花宝典，为了自己更好的学习，所以决定将比较多的蛋疼的时间拿出来做点有意义的事，虽然翻译水平不是很高，但是在翻译的过程中肯定能得到进步，最关键的就是检验自己的毅力，看看能否坚持。

在这个过程中，如果还能帮到一些正在入门ZigBee的朋友那就更好了。

废话不多说，开始ZigBee Wireless Networks and TransceiversZigBee无线网络和收发器1第一章ZigBee基础本章主要介绍了短距离无线网络通信的ZigBee标准，本章的主要目的就是对ZigBee的基础特性进行一下简单的概述，包括它的网络拓扑、信道访问机制和每个协议层所扮演的角色，在后续章节中对本章所讨论的内容有详细的解释。

1.1 什么是ZigBee?ZigBee是为低数据速率、短距离无线网络通信定义的一系列通信协议标准。

基于ZigBee的无线设备工作在868MHZ, 915MHZ和2.4Z频带。

其最大数据速率是250Kbps. ZigBee技术主要针对以电池为电源的应用，这些应用对低数据速率、低成本、更长时间的电池寿命有较高的需求。

在一些ZigBee应用中，无线设备持续处于活动状态的时间是有限的，大部分时间无线设备是处于省电模式（也称休眠模式）的。

因此，ZigBee设备在电池需要更换以前能够工作数年以上。

ZigBee的其中一个应用就是室内病人监控。

例如，一个病人的血压，心率可以通过可穿戴设备测量出来，病人戴的ZigBee设备来周期性的收集血压等健康相关的信息，然后这些数据被无线传送到当地服务器，例如病人家中的一台个人电脑，电脑再对这些数据进行初始分析，最后重要的信息通过互联网被发送到病人的护士或者内科医生那里做进一步的分析。

另一个ZigBee的应用例子就是大型楼宇结构安全的监控。

第1章 WSN概述

了解传感器的分类。
了解传感器与传感器网络之间的关系。掌握无线传感器网络的体系结构。
了解无线传感器网络的特点及应用。
了解无线传感器网络操作系统。了解与无线传感器网络相关的技术。
3 学习导航
4
1.1 概
ห้องสมุดไป่ตู้
述
无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是一种全新的信息获取和处理技术，是集微机电技术、传感器
体，并采集数据。传感器不仅数量多，品种也比较复杂，是无线传感器网络的重要组成部分。
19 1.1.2 产生和定义
1. 无线传感器网络的产生
无线传感器网络(简称无线传感网)的研究起源于20世纪70年代，是一种特殊的无线网络，最早应用于美国军方，
例如空中预警控制系统。这种原始的传感器网络只能捕获
单一信号，传感器节点进行简单的点对点通信。 1980年，美国国防部高级研究计划局提出了分布式传
23 1.1.3 WSN的发展
2000年以后，无线传感器网络的出现引起了全世界范
围的广泛关注，被誉为是全球未来的四大高新技术产业之一。2001年，美国陆军提出了“灵巧传感器网络通信计
划”，并在2001～2005财政年度期间批准实施，其基本思
想是：在战场上布设大量的传感器用于收集和传输信息，并对相关的原始数据进行过滤，把重要的信息传送到各数
线通信传输的质量不是很好，数据安全性相对于蓝牙差一些，传输质量也有待于改善。
Zigbee是一种新兴的短距离、低复杂度、低数据速率、
低成本的无线网络技术，同样工作在2.4G频段。Zigbee联盟于2001年8月成立。Zigbee联盟认为Zigbee和蓝牙的关系互为补充，而不是相互竞争。

WSN_ZigBee intro

無線感測網路與ZigBee協定簡介工研院電通所 / 李俊賢博士壹、即將改變世界的新興技術: WSN2002年夏季，研究人員把許多被稱為「塵埃」的微小型監控元件裝到海燕巢的洞穴中。

這些裝置的尺寸只有一對AA號電池那麼大，並且裝備了一個處理器，一個小量電腦記憶體和監控溫度、濕度、壓力、光與熱量的感測器。

這些「塵埃」預示著一個到處是以電池為電源的無線感測器網路的未來，這些感測器監控我們的環境、機器甚至我們自己。

2003年美國MIT技術評論(Technology Review) [1]認為，有十種新興技術很快就可以改變計算、醫療、製造、運輸和我們的能源基礎設施。

其中排名第一的，即是無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)。

WSN是由一到數個無線資料收集器以及為數眾多的感測器(sensors)所構成的網路系統，而元件之間的溝通則是採用無線的通訊方式。

為了達到大量佈建的目的，無線感測網路必須具備低成本、低耗電、體積小、容易佈建，並具有感應環境裝置，可程式化、可動態組成等特性。

圖一、美國加州柏克萊大學所研發的智慧灰塵 [2]WSN的發展，最早是美國加州柏克萊大學(UC Berkeley)的一項研究計劃，研究人員利用MEMS技術，開發出一種體積與普通阿斯匹靈藥片大小相似的感測器，稱為智慧灰塵(smart dust) [2]，如圖一所示。

由於這項計劃是由美國國防部研究計劃單位(DARPA)所資助，原先的構想是應用在軍事上。

例如在戰場上，使用無人駕駛的小飛機，帶著數以百萬的無線感測器，灑在監控敵軍的區域進行蒐集資料任務，一段時間之後，同樣派遣無人駕駛的小飛機，將感測器蒐集到的資料透過無線網路傳回小飛機上，並帶回基地加以分析。

如此一來，就不需要冒著極大的危險派遣兵力深入敵方，便可完成蒐集敵軍情報的任務。

在加州柏克萊大學的計劃中，研發出的無線感測元件，稱為Mote系列。

之後衍生出許多相關技術的研發公司，其中結合 IEEE 802.15.4的商品化Mote家族，有Intel [3] 的Mote 2，Crossbow [4] 的 Mote-Kit 2400 (MICAz)，與Dust Networks [5] 的M2020 Mote等。

Zigbee知识点

第一章Zigbee概述1、Zigbee就是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,主要用于近距离无线连接。

2、Zigbee的特点就是功耗低、成本低、时延短、网络容量大、可靠安全。

3、常见的Zigbee芯片有CC243X系列、MC1322X系列与CC253X系列。

4、常见的Zigbee协议栈有非开源(msstatePAN)协议栈、开源(freakz)协议栈与半开源(Zstack)协议栈。

5、Zigbee软件开发平台包括IAR、Zigbee Sniffer、物理地址修改软件以及其它辅助软件。

6、Zigbee硬件开发平台采用Altium Designer进行设计。

7、简述Zigbee的定义。

答:Zigbee就是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通讯技术。

主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间,进行数据传输(包括典型的周期性数据、间歇性数据与低反应时间数据)的应用。

( Zigbee的基础就是IEEE802、15、4,但就是IEEE802、15、4仅处理低级的MAC(媒体接入控制协议)层与物理层协议,Zigbee联盟对网络层协议与应用层进行了标准化。

)8、简述无线传感器网络与Zigbee之间的关系。

答:从协议标准来讲:目前大多数无线传感器网络的物理层与MAC层都采用IEEE802、15、4协议标准。

IEEE802、15、4描述了低速率无线个人局域网的物理层与媒体接入控制协议(MAC层),属于IEEE802、15、4工作组。

而Zigbee技术就是基于IEEE802、15、4标准的无线技术。

从应用上来讲:Zigbee适用于通信数据量不大,数据传输速率相对较低,成本较低的便携或移动设备。

这些设备只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另外一个传感器,并能实现传感器之间的组网,实现无线传感器网络分布式、自组织与低功耗的特点。

9、Zigbee技术特点:低功耗、低成本、大容量、可靠、时延短、灵活的网络拓扑结构。

Zigbee概述

第1节Zigbee的产生与发展2000年12月IEEE成立了IEEE802.15.4工作组。

这个工作组将致力于定义一种提供廉价的固定、便携或移动设备使用的极低复杂度、低成本、低功耗、低速率的无线技术。

ZigBee正是这种技术的商业化命名，在中国被译为"紫蜂",它与蓝牙相类似。

这个名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置、距离和方向等信息。

简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

2002年8月，ZigBee Alliance成立，由英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司组成，如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司和开发商的加入。

Zigbee联盟负责制定网络及上层协议。

同时，IEEE802.15.4标准也引起了其他标准化组织的注意力，比如IEEE1451工作组正在考虑在IEEE802.15.4标准基础上实现无线传感网络。

第2节Zigbee的功能及其特点ZigBee技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术。

它是为低速率控制网络设计的标准无线网络协议，依据 IEEE802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通讯。

这些传感器只需要很少的能量，就能以接力的方式通过无线电波将数据从一个节点传到另一个节点，从而实现在全球2.4GHz免费频带范围内的高效、低速率的通讯功能。

而zigBee设备则具有能量检测和链路质量指示的功能，并采用了碰撞避免机制，以避免发送数据时产生数据冲突。

在网络安全方面，ZigBee设备采用了密钥长度为128位的加密算法，对所传输的数据信息进行加密处理，从而保证了数据传输时的高可靠性和安全性。

到目前为止，ZigBee技术在国外己经在家庭网络、控制网络和手机移动终端等领域有了一定的应用，但是现在由zigBee技术构成的网络都仅限于无线个域网拓扑结构，每个接入点所能接纳的传感器的节点数远远低于协议所规定的节点数，为了达到传感器网络密集覆盖的目的，就必须进行复杂的组网，这不但增加了网络的复杂性，而且还增加了网络整体的功耗和成本，传感器节点的寿命也将降低。

ZigBee技术的无线传感网络研究

ZigBee技术的无线传感网络研究无线传感网络（WSN）是一种由大量分布在广阔区域内的无线传感器节点组成的网络，用于监测、收集和传输环境中的信息。

近年来，随着物联网技术的发展，无线传感网络在各个领域都有着广泛的应用，包括环境监测、智能家居、工业控制、农业等。

而ZigBee技术作为无线传感网络中的一种重要通信技术，受到了广泛关注和应用。

本文将重点研究ZigBee技术在无线传感网络中的应用及其发展趋势。

一、ZigBee技术概述ZigBee技术是一种低成本、低功耗、短距离、低速率的无线通信技术，采用IEEE 802.15.4标准，工作在2.4GHz频段。

ZigBee技术通过自组织网络结构和低功耗设计，可以满足无线传感网络对于低数据传输速率、长寿命和区域覆盖面的需求。

在传感器网络中，ZigBee技术能够支持数百个节点的网络连接，且能够实现低功耗待机和快速启动，适用于各种环境监测、智能家居、工业控制等场景。

二、ZigBee技术在无线传感网络中的应用1. 环境监测在环境监测领域，ZigBee技术可以通过部署大量的传感器节点，实时监测环境中的温度、湿度、光照等参数，并通过网络传输到监控中心进行分析和处理。

由于ZigBee技术具有低功耗和低成本的特点，可以实现对于大范围环境监测的需求，并且能够长时间稳定运行。

2. 智能家居在智能家居领域，ZigBee技术可以连接家庭中的各种智能设备，如智能插座、智能灯具、智能门锁等，实现远程控制和智能化管理。

传感器节点通过ZigBee技术实现与智能网关的连接，实现设备之间的互联互通，为用户提供智能化、便捷的家居体验。

3. 工业控制在工业控制领域，ZigBee技术可以实现工厂内各种设备的监测和控制。

通过在设备上部署ZigBee通信模块，可以实现设备之间的数据交换和远程控制，提高工业生产的智能化和自动化水平。

三、ZigBee技术在无线传感网络中的发展趋势1. 低功耗设计随着各种传感器节点在无线传感网络中的部署数量不断增加，对于传感器节点的功耗设计提出了更高的要求。

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

无线传感网知识点

第一章无线传感网概述1.无线传感器网络的概念：无线传感器网路是一种由多个无线传感器节点和几个汇聚节点构成的网络，能够实时的检测、感知和采集节点部署区域的环境或感兴趣的的感知对象的各种信息，并对这些信息进行处理后一无线的方式发送出去。

2.WSN的特点及优势1）WSN与Ad hoc共有的特征：自组织；分布式；节点平等；安全性差2）WSN特有的特征：计算能力不高；能量供应不可代替；节点变化性强；大规模网络3.无线传感器网络架构：1）协议：物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层物理层：负责载波频率产生、信号的调制解调等工作，提供简单但健壮的信号调制和无线收发技术。

数据链路层：（1）媒体访问控制。

（2）差错控制。

网络层：负责路由发现和维护，是无线传感器网络的重要因素。

传输层：负责将传感器网络的数据提供给外部网络，也就是负责网络中节点间和节点与外部网络之间的通信。

应用层：主要由一系列应用软件构成，主要负责监测任务。

这一层主要解决三个问题：传感器管理协议、任务分配和数据广播管理协议，以及传感器查询和数据传播管理协议。

2）管理平台：（1）能量管理平台（2）移动管理平台（3）任务管理平台（1）管理传感器节点如何使用资源，在各个协议层都需要考虑节省能量。

（2）检测传感器节点的移动，维护到汇聚节点的路由，使得传感器节点能够动态跟踪其邻居的位置。

（3）在一个给定的区域内平衡和调度检测任务。

4.无线传感器网络所面临的挑战：低能耗，实时性，低成本，安全和抗干扰，协作第二章无线传感网物理层设计1.WSN物理层频率的选择：一般选用工业，科学和医疗频段。

ISM（医疗）频段的主要优点是无需注册的公用频段、具有大范围可选频段、没有特定标准、灵活使用。

欧洲使用433MHZ，美国使用915MHZ频段2.WSN结构采用的是无线射频通信第三章数据链路层1.MAC协议分类：1）按节点的接入方式：侦听（间断侦听：DEANAdeng），唤醒（低功耗前导载波侦听MAC协议），调度（主要使用在广播中）2）按信道占用数划分：单信道（主要采用），双信道，多信道3）信道分配方式：竞争型（S-MAC，T-MAC,Sift），分配型（SMACS，TRAMA），混合型（ZMAC），跨层型2.分配型MAC协议采用TDMA,CDMA,SDMA,FDMA等技术3.数据链路层的关键问题：能量效率问题，可扩展性，公平性，信道共享，网络性能的优化4.记忆竞争的S-MAC协议，具有以下特点：（1）周期性的侦听和睡眠（2）使用虚拟载波侦听和物理载波侦听进行冲突避免（3）自适应侦听（4）将长消息分成子段进行消息传递5.基于竞争的T-MAC协议：为了改进S-MAC协议不能根据网络负载调整自己的调度周期的缺点，T-MAC协议根据一种自适应占空比的原理，通过动态地调整侦听与睡眠时间的比值，从而实现节省能耗的目的。

ZigBee协议无线传感器网络安全

ZigBee协议无线传感器网络安全无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是指由大量分布在被监测区域内的小型无线传感器节点组成的网络系统。

它们能够通过无线通信收集环境数据，并将其传输给中央控制器进行处理与分析。

在WSN中，ZigBee协议是一种广泛应用的通信协议，它通过低功耗和短距离传输，为传感器节点之间提供了可靠的通信方式。

然而，ZigBee协议的安全性问题也备受关注。

1. ZigBee协议的基本原理与特点ZigBee协议是一种低功耗、低速率、短距离的通信协议，它基于IEEE 802.15.4标准，并且适用于各种无线传感器网络应用场景。

ZigBee协议的特点包括：- 低功耗：ZigBee协议设计用于低能耗设备，并采用休眠和睡眠模式来延长传感器节点的电池寿命。

- 网络拓扑：ZigBee支持多种网络拓扑结构，例如星型、网状和集群。

其中，集群树型拓扑是其最常用的方式，通过主节点和叶子节点的组合来进行数据传输。

- 安全性：ZigBee协议提供了基本的安全机制，包括访问控制、数据加密和密钥管理等，但仍然存在一些潜在的安全威胁。

2. ZigBee协议的安全威胁虽然ZigBee协议在无线传感器网络中具有许多优点，但也存在一些安全威胁需要应对，主要包括以下几个方面：- 中间人攻击：中间人攻击指的是攻击者在通信过程中伪装成合法节点，篡改、截取或窃听通信数据。

ZigBee协议中的数据加密机制可以一定程度上抵御中间人攻击，但仍可能受到重放攻击或漏洞利用的影响。

- 节点欺骗：攻击者可以通过欺骗传感器节点来伪造或篡改传感器数据，导致假象输出或错误决策。

节点欺骗的防范可以通过节点认证和防伪策略来实现。

- 网络入侵：攻击者可以通过暴力破解密钥、密码猜测或物理攻击等手段非法入侵到网络中，并执行各种恶意操作。

网络入侵的防范需要综合考虑网络拓扑、访问控制和密钥管理等安全措施。

- 数据篡改：攻击者可能对无线传感器网络中的数据进行篡改，例如修改温度传感器的实际值，给监控系统带来错误的结果。

zigbee相关知识点

Zigbee相关知识点介绍Zigbee是一种低功耗的、短距离通信协议，被广泛应用于物联网领域。

它基于IEEE 802.15.4标准，具有自组网、低功耗和安全性等特点。

本文将介绍Zigbee的相关知识点，让我们一起来了解一下吧！1. Zigbee网络拓扑结构Zigbee网络采用了星型、网状和混合型等多种拓扑结构。

其中，星型拓扑是最简单的一种，由一个集中器（Coordinator）和多个终端设备组成，所有通信都通过集中器进行。

网状拓扑则允许设备之间直接通信，具有更高的可靠性和扩展性。

混合型拓扑则是星型和网状拓扑的结合，能够满足不同应用场景的需求。

2. Zigbee通信协议栈Zigbee通信协议栈包括物理层、MAC层、网络层和应用层。

物理层负责无线信号的发送和接收，MAC层处理数据包的传输和接收，网络层负责路由和组网，应用层则定义了不同应用场景下的具体协议。

3. Zigbee设备类型Zigbee设备可以分为三类：协调器（Coordinator）、路由器（Router）和终端设备（End Device）。

协调器是网络的核心，负责管理整个网络；路由器负责中继数据包和扩展网络覆盖范围；终端设备是最简单的设备，通常用于传感器和执行器等简单应用中。

4. Zigbee网络组网过程Zigbee网络的组网过程包括设备加入网络、设备发现、设备配置和网络优化等步骤。

首先，设备通过协调器加入网络，然后进行设备发现，找到附近的邻居设备。

接下来，设备需要进行配置，包括分配独立的网络地址、选择频道和设置传输速率等。

最后，网络需要进行优化，包括路由表的维护和能量管理等。

5. Zigbee应用场景Zigbee在物联网领域有广泛的应用场景，如智能家居、工业自动化和智能农业等。

在智能家居中，Zigbee可用于智能灯光控制、智能门锁和温湿度传感器等。

在工业自动化中，Zigbee可用于无线传感器网络和远程监测等。

在智能农业中，Zigbee可用于土壤湿度监测和灌溉控制等。

zigbee资料

zigbee资料第一章绪论1.1 ZigBee 定义物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

无线传感网络的定义是：大规模，无线、自组织、多跳、无分区、无基础设施支持的网络。

其中的节点是同构的、成本较低、体积较小，大部分节点不移动，被随意撒布在工作区域，求网络系统有尽可能长的工作时间。

在通信方式上，虽然可以采用有线、无线、红外和光等多种形式，但一般认为短距离的无线低功率通信技术最适合传感器网络使用，为明确起见，一般称无线传感器网络(WSN．Wireless Sensor Network)。

Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。

根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。

这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群中的通信网络。

其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。

主要合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。

简而言之，ZigBee就是一种便宜的，功耗的近距离无线组网通讯技术。

无线传感网络的无线通信技术可以采用ZigBee技术、蓝牙、Wi-Fi和红外等技术。

ZigBee 技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术或无线网络技术，是一组基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的组网、安全和应用软件方面的通信技术。

协议栈是指网络中各层协议的总和，其形象的反映了一个网络中文件传输的过程：由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。

使用最广泛的是英特网协议栈，由上到下的协议分别是：应用层（HTTP，TELNET，DNS，EMAIL 等），运输层（TCP，UDP），网络层（IP），链路层（WI-FI，以太网，令牌环，FDDI等），物理层。

Zigbee协议概述

Zigbee协议概述Zigbee协议是一种低功耗、短距离无线通信协议，专门设计用于无线传感器网络（WSN）应用。

它基于IEEE 802.15.4 标准，采用了星型网络拓扑结构，可实现可靠的数据传输和设备间的低功耗通信。

本文将对Zigbee协议的特点、架构以及应用进行详细概述。

一、Zigbee协议特点Zigbee协议具有以下几个显著的特点：1. 低功耗：Zigbee协议专为低功耗应用设计，能够延长设备的电池寿命，从而实现更长时间的运行。

2. 自组织网络：Zigbee设备能够通过协调器完成自组织网络的建立，使得网络的搭建非常方便，而且可靠性高。

3. 网络容量大：Zigbee协议支持大规模的设备连接，可以实现数千个设备之间的通信。

4. 安全性高：Zigbee协议采用了多层的安全机制，包括对数据的加密和认证，保证网络的安全性。

5. 跨平台互联：Zigbee协议可以与其他无线通信技术实现互联互通，如与Wi-Fi、蓝牙等进行无缝连接。

二、Zigbee协议架构Zigbee协议采用了分层体系结构，包括应用层、网络层、MAC层和物理层。

各层的功能如下：1. 应用层：负责定义应用数据的格式和协议，包括设备间的通信、节点功能以及数据处理等。

2. 网络层：负责设备的寻址和路由选择，提供无线网络中的数据传输功能。

3. MAC层：负责保证数据传输的可靠性和低延迟，包括数据的分组和重传等功能。

4. 物理层：负责将数据转换为无线信号并进行无线传输，包括信道选择、调制解调和功率控制等。

三、Zigbee协议应用Zigbee协议在各个领域有着广泛的应用，以下列举了几个典型的应用场景：1. 智能家居：Zigbee协议可以实现家庭内各种智能设备之间的互联互通，如照明控制、电器控制、门窗监测等。

2. 工业自动化：Zigbee协议可以应用于工业环境中，实现设备的远程监控和控制，提高生产效率和安全性。

3. 物联网：Zigbee协议是物联网中的一种重要通信协议，可以连接各种传感器和控制设备，实现物体之间的智能互联。

ZIGBEE技术简介

ZigBee无线通讯技术介绍一、ZigBee技术的起源ZigBee是一种新兴的近距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线传感器网络的新技术,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，面向无线传感和工业控制应用领域。

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。

ZigBee一词源自蜜蜂群在发现花粉位置时，通过跳ZigZag形舞蹈来告知同伴，达到交换信息的目的。

可以说是一种小的动物通过简捷的方式实现“无线”的沟通。

人们借此称呼一种专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术，亦包含此寓意。

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。

ZigBee联盟成立于2001年8月，2002年下半年，英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司等四大公司加盟ZigBee联盟，这一事件成为ZigBee技术的里程碑。

到目前为止，加盟ZigBee 联盟的不仅仅只有当初的四大公司，而是涵盖了IT领域以及其它行业的150多家企业。

ZigBee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，IEEE 802.15.4仅处理MAC层和物理层协议，ZigBee 联盟对其网络层协议和API进行了标准化。

ZigBee是由ZigBee Alliance所主导的标准，定义了网络层（Network Layer）、安全层（Security Layer）、应用层（Application Layer）、以及各种应用产品的资料（Profile）；而由国际电子电机工程协会（IEEE）所制订的802.15.4标准，则是定义了物理层（PHY Layer）及媒体存取层（Media Access ControlLayer；MAC Layer）二、技术特点：★功耗低ZigBee 技术采用了多种节电的工作模式，在休眠状态下耗电量仅仅只有1μW，通信距离短的情况下工作状态的耗电为30mW，在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月以上；★通信可靠ZigBee采用了CSMA－CA的碰撞避免机制，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；MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息；★网络的自组织、自愈能力强ZigBee的自组织功能：无需人工干预，网络节点能够感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络；ZigBee自愈功能：增加或者删除一个节点，节点位置发生变动，节点发生故障等等，网络都能够自我修复，并对网络拓扑结构进行相应地调整，无需人工干预，保证整个系统仍然能正常工作；★成本低设备的复杂程度低，且ZigBee协议是免专利费的，这些可以有效地降低设备成本；ZigBee 的工作频段为免执照频段的2.4GHz，是免使用费的无线通信信道；★网络容量大每个ZigBee网络最多可支持65000个节点，也就是说每个ZigBee节点可以与数万节点相连接。

《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。

《物联网应用基础》CC2530单片机基础

任务卡4.1 紫蜂之舞——ZigBee简介
（4）在ZigBee网络中，根据节点的不同功能可以将节点分为__________、 __________、________3种。每个ZigBee网络由________个协调器节点、________个路由器和多个终端设备节点组成。
（5）拓展作业：仔细观察本任务实训用ZigBee模块，了解其主要组成部分，其供电电源是多少？
任务卡4.1 紫蜂之舞——ZigBee简介
任务总结1
1.总结无线传感网络、ZigBee、CC2530
2.目标达成测试（1）WSN指的是________________。（2）ZigBee技术具有哪些特点________________。
A 低功耗 B低成本 C可靠性高 D容量大 E时延小 F 安全性高 G有效范围小 H兼容性较高（3）无线个域网简称_______________是为了实现活动半径小、业务类型丰富、面向特定群体、无线无缝的连接而提出的新兴无线通信网络技术。
因为本教材中的实验设备zegbee板上装载的CC2530芯片用的是
内核，
所以要选用IAR Embedded Workbench for 8051版本的IAR 。
任务卡4.2 工作环境30编写程序并调试，大致包含哪几个步骤（按顺序填
写）
。
A 工程创建 B下载与仿真 C代码编辑 D 参数配置
第四单元 CC2530单片机基础
任务卡4.1 紫蜂之舞——ZigBee简介
任务卡4.1 紫蜂之舞——ZigBee简介
任务提出1
WSN的持续发展为家居生活、医疗健康、农业大棚、桥梁维护、高速路照明等各个领域提供了高效可靠的平台。zigbee因为有着低功耗、低成本、安全可靠的特点，正在成为市场上流行的无线通信技术的典型代表。问题1：什么是WSN？问题2：ZigBee是什么？为什么叫ZigBee？拓展问题：查阅资料，了解WSN的特点以及WSN与ZigBee的关系？

ZigBee基础知识讲解

ZigBee基础知识讲解目录一、ZigBee技术概述 (2)二、ZigBee网络结构 (3)2.1 网络拓扑结构 (4)2.2 设备角色 (5)2.3 基本网络模式 (6)三、ZigBee协议栈 (7)3.1 物理层 (8)3.2 链路层 (10)3.3 网络层 (11)3.4 应用层 (12)四、ZigBee设备类型 (13)4.1 网络协调器 (14)4.2 节点设备 (15)4.3 外部设备 (17)五、ZigBee通信机制 (18)5.1 数据传输方式 (19)5.2 通信协议 (21)5.3 数据传输速率与容量 (22)六、ZigBee安全机制 (23)6.1 认证机制 (25)6.2 隐私保护 (26)6.3 安全服务与应用 (27)七、ZigBee设备配置与调试 (29)7.1 设备初始化 (30)7.2 网络参数设置 (32)7.3 设备状态监控与维护 (33)八、ZigBee应用案例分析 (35)8.1 智能家居系统 (36)8.2 工业自动化控制系统 (38)8.3 智能交通系统 (39)8.4 公共安全监测系统 (41)九、ZigBee发展趋势与挑战 (42)9.1 技术发展趋势 (44)9.2 应用前景展望 (45)9.3 面临的挑战与应对策略 (47)一、ZigBee技术概述定义与特点：ZigBee是基于IEEE 标准的无线通信技术，具有低功耗、低数据速率、低成本和可靠性的特点。

ZigBee联盟通过扩展IEEE标准，增加了网络、安全和应用层的功能。

该技术主要适用于需要长时间工作且电池寿命非常关键的应用。

应用领域：ZigBee技术广泛应用于智能家居、工业自动化、智能农业、智能交通等领域。

智能家居中的照明控制、安防系统。

网络结构：ZigBee网络主要由协调器（Coordinator）、路由器（Router）和终端设备（End Device）组成。

协调器负责创建和加入网络，路由器负责路由和数据转发，终端设备则执行特定的任务。