zigbee调研报告
ZigBee协议应用研究与实现开题报告
![ZigBee协议应用研究与实现开题报告](https://img.taocdn.com/s3/m/2d79b0a8846a561252d380eb6294dd88d0d23dce.png)
ZigBee协议应用研究与实现开题报告
一、研究背景
ZigBee协议是一种低功耗、短距离、自组网的无线通信协议,它专门用于物联网领域。
ZigBee协议通过IEEE 802.15.4标准进行通信,它采用的是低速、短距离和低功率的通信方式。
由于其低成本、低功耗、广播等特性,ZigBee协议已被广泛应用于家庭自动化、智能建筑、智能工业等领域。
随着物联网技术的发展,ZigBee技术在智慧城市、智慧医疗等领域也受到关注。
二、研究目的
本研究旨在研究ZigBee协议的应用,并通过实验进行验证,设计合理的ZigBee协议应用方案,为物联网领域的应用提供技术支持和借鉴。
三、研究方法
1.文献综述:对ZigBee协议的相关信息进行收集、整理和分析,包括ZigBee协议的原理、应用、特点等方面的内容。
2.实验设计:选择适合的ZigBee协议开发板和传感器,设计出合理的实验方案,进行ZigBee协议的实验验证。
3.实验仿真:通过仿真软件进行ZigBee协议的仿真测试,考察ZigBee协议在不同环境下的通信性能。
四、预期成果
本研究将设计出基于ZigBee协议的应用方案,在智慧家居、智能工业、智慧医疗等领域得到应用。
并将掌握ZigBee协议的开发技术和应用方法,为物联网领域提供技术支持和借鉴。
ZigBee无线传感器网络路由协议研究与优化的开题报告
![ZigBee无线传感器网络路由协议研究与优化的开题报告](https://img.taocdn.com/s3/m/9099566b905f804d2b160b4e767f5acfa1c783cf.png)
ZigBee无线传感器网络路由协议研究与优化的开题报告一、研究背景和意义随着物联网技术的飞速发展,无线传感器网络的应用越来越广泛。
ZigBee协议是无线传感器网络中比较常用的一种协议,其具有低功耗、低成本、小型化等优点,因此受到了广泛应用。
然而,现有的ZigBee路由协议存在一些问题,如网络性能下降、负载不均衡、能量不足等,因此有必要对其进行优化改进。
二、研究目标和内容本文的研究目标是针对ZigBee无线传感器网络路由协议进行优化研究,以提高网络性能,增强网络可靠性。
具体研究内容包括以下几个方面:1. ZigBee协议的原理和特点,分析其在无线传感器网络中的应用。
2. 对现有的ZigBee路由协议进行研究和分析,总结其优缺点,找出存在的问题。
3. 提出一种新的ZigBee路由优化方案,改进网络性能,解决现有问题。
4. 在模拟器中进行仿真实验,对比新优化方案与现有方案的性能差异,验证新方案的有效性。
三、研究方法和步骤本文主要采用文献研究、实验仿真等方法。
具体步骤如下:1. 收集相关文献和资料,对ZigBee协议和相关路由协议进行深入研究和了解。
2. 分析现有的ZigBee路由协议的优缺点,并探索其存在的问题。
3. 提出一种基于路由协议的优化方案,针对现有问题进行改进和优化。
4. 在模拟器中进行仿真实验,测试新方案的性能和效果。
5. 对比仿真实验结果,分析新方案与现有方案的性能差异,并得出结论。
四、预期成果和意义本研究拟优化改进ZigBee无线传感器网络路由协议,以提高网络性能和可靠性。
预计取得以下成果:1. 总结分析现有ZigBee路由协议的优缺点,找出问题,为后续改进提供依据。
2. 提出一种新的路由优化方案,改善网络性能,提高网络可靠性。
3. 在模拟器中进行仿真实验,测试新方案的性能和效果,并与现有方案进行对比分析。
4. 对比实验结果,得出结论,并提出建议,为相关领域的研究提供参考。
五、研究进度安排本研究预计从2021年12月开始,历时6个月完成。
zigbee实验报告
![zigbee实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/21057d3f4a73f242336c1eb91a37f111f1850dde.png)
将 J-link 与电脑相连。
实验内容(算 法、程序、步 骤和方法)
将转接口插到 J-link 仿真器的 JTAG 端
Zigbee 模块
2 . 将转接板与节点相连,将路由器代码下载到 Z igbee 模块中。 二.配置协调:
将转接板与节点相连,将协调器代码下载到 Z igbee 模块中。 三.先给协调器上电,再上电路由器。 四.在节点上按 SW1 按键可让另一节点的指示灯亮。 五.再按一次 SW1 按键,灯灭。
忻州师范学院计算机科学与技术系学号:姓Fra bibliotek:实验报告
班级:
1302 班
课程名称
无线网络技术
实验课时
2
实验项目
Zigbee 实验
实验时间
2015.12.14
指导老师
实验成绩
实验目的(本 次上机实验所 涉及并要求掌 握的知识点) 实验环境(本 次上机实验所 使用的平台和 相关软件)
1. 了解并认识 Zigbee; 2. 掌握 Zigbee 的配置方法及实现; 3. 利用 Zigbee 完成无线点灯实验。
硬件部分:
PC 机;Zigbee 模块; 软件部分:
keil u Vision4 开发环境、J-Link 驱动程序。
一.配置路由:
1. 取出 J-link 仿真器,将转接口插到 J-link 仿真器的 JTAG 端,通过转接线将 J-link
与转接板连接,通过 10pin 转接线将转接板与节点连接,通过 J-link 的标配 USB 线,
1/2
调试过程及实 验结果(详细 记录程序在调 试过程中出现 的问题及解决 方法,记录程 序执行的结
果)
总结(对上机 实验结果进行 分析,上机心 得体会及改进
2023年ZIGBEE行业市场调查报告
![2023年ZIGBEE行业市场调查报告](https://img.taocdn.com/s3/m/712e2ff464ce0508763231126edb6f1aff0071cb.png)
2023年ZIGBEE行业市场调查报告Zigbee是一种低功耗、低速率、短距离传输的无线通信技术,广泛应用于物联网设备以及智能家居领域。
本文将对Zigbee行业市场进行调查分析。
一、市场概况目前,物联网行业快速发展,而Zigbee作为物联网通信技术的一种重要标准之一,也得到了广泛应用。
根据市场调研数据显示,2019年全球Zigbee市场规模达到50亿美元,预计到2025年将突破150亿美元。
Zigbee市场增长迅速,主要受益于物联网应用的普及和智能家居市场的崛起。
二、应用领域1. 物联网设备:Zigbee技术广泛应用于物联网设备,例如智能家居、智能城市、工业自动化等。
Zigbee具有低功耗、低速率、短距离传输等特点,非常适合于连接大量分布式物联网设备。
2. 智能家居:随着智能家居市场的火爆,Zigbee在智能家居中的应用也越来越广泛。
通过Zigbee技术,用户可以远程控制家中的各种设备,如照明系统、安全监控系统、温度控制系统等。
3. 工业自动化:Zigbee技术在工业自动化领域也有广泛应用。
通过Zigbee无线传感网络,可以实现对工业设备的监测和控制,提高生产效率和安全性。
三、市场竞争格局目前,Zigbee市场竞争激烈,主要存在以下几个竞争力较强的企业:1. 西门子(Siemens):作为国际知名的工控设备供应商,西门子在Zigbee领域有着丰富的经验和实力。
2. 菲利浦(Philips):作为智能家居领域的领军企业,菲利浦也在Zigbee技术的应用上取得了一定的成果。
3. 迈克尔科技(Microchip):作为Zigbee技术的重要推动者之一,迈克尔科技在Zigbee芯片和模块领域具有一定优势。
此外,还有一些新进入者和创业公司在Zigbee市场上崭露头角,不断给市场竞争带来新的动力。
四、发展趋势1. 大规模应用:随着物联网行业的发展,Zigbee技术将得到更为广泛的应用,涵盖更多的设备和应用场景。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/89aa98e885254b35eefdc8d376eeaeaad1f3168f.png)
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。
中国ZIGBEE行业市场分析报告
![中国ZIGBEE行业市场分析报告](https://img.taocdn.com/s3/m/c68c73838ad63186bceb19e8b8f67c1cfad6eec1.png)
中国ZIGBEE行业市场分析报告ZIGBEE是一种无线通信协议,广泛应用于物联网领域。
本文将对ZIGBEE市场进行分析,以帮助读者了解该市场的发展潜力和竞争态势。
1. 市场概述ZIGBEE作为一种低功耗、低数据率的无线通信协议,广泛应用于智能家居、工业自动化、智能照明等领域。
ZIGBEE市场正迅速增长,预计今年的市场规模将达到10亿美元。
2. 市场驱动因素ZIGBEE市场的增长受到以下因素的推动:•物联网需求的增加:随着物联网的快速发展,对无线通信技术的需求不断增加,而ZIGBEE作为物联网的核心技术之一,具有广泛的应用前景。
•节能环保的趋势:ZIGBEE作为低功耗的无线通信协议,与节能环保的目标相契合,得到了越来越多的关注和应用。
•技术进步的支持:ZIGBEE技术不断创新,与其他无线通信技术相结合,为市场提供更多应用场景和解决方案。
3. 市场竞争态势ZIGBEE市场存在着激烈的竞争,主要竞争对手包括以下几个方面:•Wi-Fi和蓝牙技术:Wi-Fi和蓝牙等无线通信技术也在物联网领域有广泛应用,与ZIGBEE竞争激烈。
•其他无线通信协议:除了Wi-Fi和蓝牙,还有许多其他无线通信协议,如Z-Wave、LoRa等,它们也在物联网领域寻求市场份额。
•品牌和渠道优势:一些知名品牌和渠道具有更强的市场竞争力,可以更好地推广和销售ZIGBEE产品。
4. 市场机会和挑战ZIGBEE市场既面临着机会,也面临着挑战:•机会:随着物联网市场的不断扩大,ZIGBEE作为物联网核心技术之一,有巨大的市场机会。
另外,随着5G技术的普及,为ZIGBEE市场带来了更多的应用场景。
•挑战:ZIGBEE市场竞争激烈,需要不断创新和提高性能,以满足不断变化的市场需求。
另外,一些安全和隐私问题也需要解决,以提升用户的信任度。
5. 总结ZIGBEE市场正呈现出快速增长的趋势,受益于物联网需求的增加和技术进步的推动。
然而,市场竞争激烈,需要持续创新和提升性能。
2024年ZIGBEE市场分析现状
![2024年ZIGBEE市场分析现状](https://img.taocdn.com/s3/m/40da0e850408763231126edb6f1aff00bed570e9.png)
ZIGBEE市场分析现状1. 引言ZigBee是一种低功耗、近距离无线通信协议,广泛应用于物联网领域。
本文旨在对当前ZigBee市场进行分析,突出其现状以及发展趋势。
2. ZigBee市场规模ZigBee市场自诞生以来一直呈现稳定增长的趋势。
据市场研究公司的数据显示,截至目前,全球ZigBee市场规模已经达到X亿美元,并预计未来几年将保持持续增长。
这表明ZigBee在物联网领域的重要性以及市场需求的不断增加。
3. ZigBee应用领域ZigBee在许多领域都有广泛的应用,其中最主要的包括智能家居系统、工业自动化、智能城市以及医疗保健领域。
3.1 智能家居系统随着人们生活水平的提高,对智能家居系统的需求不断增加。
ZigBee作为一种低功耗、稳定可靠的无线通信协议,被广泛用于智能家居设备之间的互联互通。
智能灯具、智能门锁、智能家电等设备都可以通过ZigBee互联,实现智能化控制与操作。
3.2 工业自动化在工业自动化领域,ZigBee的低功耗特性使其成为无线传感器网络的理想选择。
工业设备中的传感器可以通过ZigBee网络进行数据传输与控制,实现设备之间的高效协同操作。
3.3 智能城市随着城市规模的不断扩大,对智能城市解决方案的需求也越来越迫切。
ZigBee的低功耗和广域覆盖能力使其成为智能城市中的重要组成部分。
通过ZigBee技术可以实现智能环境监测、智能交通管理、智能能源管理等功能,提升城市的智能化水平。
3.4 医疗保健领域随着人口老龄化趋势的加剧,医疗保健领域对于智能化解决方案的需求也在不断增加。
ZigBee技术被广泛应用于医疗设备的监测与控制,如远程医疗、健康监测等,为人们提供便利的医疗保健服务。
4. ZigBee市场竞争格局目前,ZigBee市场竞争格局相对较为稳定,主要有几家厂商在市场中占据主导地位。
这些厂商拥有成熟的技术和产品线,并且在市场上有较强的品牌影响力。
同时,新的竞争对手也在不断涌现,他们通过技术创新和产品差异化来争夺市场份额。
ZigBee协议应用研究与实现中期报告
![ZigBee协议应用研究与实现中期报告](https://img.taocdn.com/s3/m/86e3834491c69ec3d5bbfd0a79563c1ec5dad7ce.png)
ZigBee协议应用研究与实现中期报告
首先介绍一下ZigBee协议的基本概念。
ZigBee是一种无线通讯协议,它使用低功耗、低速率的无线数据传输技术,适用于物联网(IoT)和传感器网络应用场景。
ZigBee协议定义了网络拓扑、安全机制、数据传输和应用接口等方面的规范。
ZigBee协议采用分层结构,分为PHY层、MAC层、网络层和应用层四层。
每一层都有特定的功能,PHY层负责无线通信;MAC层提供数据帧交换服务;网络层处理路由和组网;应用层提供应用程序与协议之间的接口。
本次研究的目标是实现基于ZigBee协议的传感器网络应用。
首先,需要对ZigBee协议进行深入研究,了解协议的基本原理和实现细节。
然后,搭建ZigBee传感器网络实验环境,包括硬件设备和软件平台。
接下来,进行ZigBee网络组网和数据传输测试,验证传感器数据能够成功传输到网络中心节点。
最后,开发实际的应用程序,展示ZigBee协议在传感器网络中的应用能力。
目前,已完成了ZigBee协议相关文献的阅读和分析,对协议的理论知识有了更深入的了解。
同时,已经准备了硬件设备和软件平台,包括ZigBee模块、传感器和开发板等。
下一步将进行ZigBee网络组网和数据传输测试,验证实验环境的可行性和稳定性。
总体来说,本次研究将通过实际的实验操作和开发应用程序,深入掌握ZigBee协议的应用技术。
这对于物联网和传感器网络领域的发展具有重要的意义。
zigbee实验报告
![zigbee实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/4932596fe3bd960590c69ec3d5bbfd0a7856d571.png)
zigbee实验报告Zigbee实验报告引言无线通信技术的快速发展已经改变了我们的生活方式和工作方式。
随着物联网的兴起,越来越多的设备需要无线通信来实现互联互通。
Zigbee作为一种低功耗、短距离通信的无线技术,被广泛应用于家庭自动化、智能城市和工业控制等领域。
本文将对Zigbee进行实验研究,探讨其在物联网应用中的优势和应用场景。
一、实验背景在开始实验之前,我们需要了解Zigbee的基本原理和特点。
Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信技术,它采用了低功耗、低数据速率和短距离传输的特点。
Zigbee网络由一个协调器和多个终端节点组成,协调器负责网络的管理和控制,终端节点负责数据的传输和接收。
二、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建一个简单的Zigbee网络,了解其通信原理和网络拓扑结构。
同时,我们还将探索Zigbee在家庭自动化中的应用,比如智能照明、温度监测等。
三、实验步骤1. 实验器材准备:我们需要准备一台Zigbee协调器、多个Zigbee终端节点、一台电脑和相应的软件开发工具。
2. 网络搭建:首先,我们将协调器和终端节点连接到电脑上,并通过软件开发工具进行配置。
然后,我们按照一定的拓扑结构将终端节点连接到协调器上,形成一个Zigbee网络。
3. 通信测试:在网络搭建完成后,我们可以进行通信测试。
通过发送和接收数据包,我们可以验证网络的可靠性和稳定性。
同时,我们还可以通过改变节点之间的距离和障碍物的影响,来观察Zigbee网络的传输性能。
四、实验结果与分析在实验过程中,我们成功搭建了一个Zigbee网络,并进行了通信测试。
实验结果显示,Zigbee网络具有较高的可靠性和稳定性,即使在节点之间存在一定的障碍物,数据传输的成功率也很高。
此外,我们还观察到Zigbee网络的传输距离较短,适用于室内环境或者小范围的应用场景。
根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. Zigbee网络适用于低功耗、短距离传输的应用场景,比如家庭自动化、智能城市等。
zigbee期末实践报告总结
![zigbee期末实践报告总结](https://img.taocdn.com/s3/m/c87e125453d380eb6294dd88d0d233d4b14e3f0b.png)
zigbee期末实践报告总结一、引言ZigBee技术是一种低功耗、短距离无线通信技术,被广泛应用于传感器网络和物联网等领域。
在本次期末实践中,我们小组以ZigBee技术为基础,设计搭建了一个智能家居系统,并进行了实际的应用测试。
本报告将对我们的实践过程和结果进行总结和分析。
二、实践目标本次实践的目标是设计一个具有温度监测、灯光控制和安全警报等功能的智能家居系统。
通过ZigBee技术,实现各个设备之间的无线通信,使它们能够互相协作,实现智能化的控制和管理。
三、实践过程1. 系统架构设计我们首先进行系统架构设计,确定了系统的基本组成和模块功能。
整个系统由一个中心控制器、多个传感器和执行器组成,它们通过ZigBee无线网络进行通信。
2. 硬件搭建在硬件层面,我们选用了TI的CC2530单片机作为中心控制器,通过串口与PC进行通信。
传感器方面,我们选用了温度传感器和人体红外传感器,用于监测室内温度和人的动态。
执行器方面,我们选用了灯光和报警器。
3. 软件开发在软件层面,我们使用了Z-Stack套件进行开发。
通过Z-Stack,我们完成了无线通信的驱动和协议开发。
同时,我们还基于PC开发了一个图形化界面,以便用户能够方便地控制和监测整个系统。
4. 功能实现我们通过测试和调试,逐步实现了系统的基本功能。
温度传感器可以精确地测量室内温度,并通过无线网络发送给中心控制器。
中心控制器接收到温度数据后,根据设定的温度范围,控制灯光的亮度。
当人体红外传感器检测到有人进入室内时,中心控制器会触发报警器,发出警报。
四、实践结果和分析1. 功能测试我们对系统的各个功能进行了测试,结果表明所有功能均能正常运行。
温度传感器的测量精度在可接受范围内,灯光的亮度控制也符合要求。
人体红外传感器对人的动态也能快速响应,报警器的声音清脆响亮。
2. 性能分析经过对系统的性能测试,我们发现整个系统的性能表现良好。
无线通信的传输速率较快,延迟较低。
Zigbee开发调研报告
![Zigbee开发调研报告](https://img.taocdn.com/s3/m/d4e2e2fd910ef12d2af9e761.png)
Zigbee开发调研报告本报告着重介绍了Zigbee开发中的关于协议的技术,并针对我们关心的协议修改、算法设计进行了可行性分析。
最后介绍了市场上符合我们需求的开发板。
目录Zigbee开发调研报告 (1)1、关于自己开发协议算法的调研情况 (2)2、协议介绍 (2)2.1 物理层 (3)2.2 媒体访问控制层 (3)2.3网络层 (3)3、Zigbee的网络配置 (3)4、Zigbee的组网技术 (3)5、智能家居系统工作流程 (4)6、Zigbee在智能家居中的组网工作流程 (4)7、市场模块选取 (5)1、关于自己开发协议算法的调研情况IEEE 802.15.4规定了MAC 和PHY 层,我所调研的几款芯片都是具备了符合802.15.4的物理层调制等技术的射频芯片,一般的使用是将协议栈下载到芯片内运行,这其中可以自己进行修改设计的地方很多,甚至可以自己编程序开发协议栈。
同时还有很多开源的免费协议栈可以在网上下载使用。
但是像TI 提供的z-stack 协议栈并非完全开源,我们不可以修改所有部分,这些商业应用协议栈比较完善,应用层直接调用即可。
具体技术要在开发中学习研究,比如开发中可以使用协议分析软件看到所有封包的每一字节,要有了一定认识了解后才好做进一步的符合自己需求的网络算法设计。
Zigbee 协议栈主要由zigbee 联盟制定,ZigBee 联盟不对协议栈级的兼容性进行测试,仅在平台或产品级执行测试。
如果一家软件协议栈公司希望销售基于ZigBee 标准的协议栈,其必须是一名联盟成员。
如果希望开发免费使用的协议栈,那么就不要求是联盟成员。
如果希望在其产品上使用标识,就必须获得ZigBee 产品认证。
因此只要ZigBee 联盟认证的协议栈都互相兼容。
zigbee 协议栈主要由TI 公司的z-stack 方案(代表芯片为cc2430,cc2530)和Jennic 公司的方案(代表芯片为JN5121)。
Zigbee技术、产品、方案调研
![Zigbee技术、产品、方案调研](https://img.taocdn.com/s3/m/d83ea2283169a4517723a360.png)
Zigbee技术、产品、方案调研本文首先对Zigbee技术进行了简要介绍,了解Zigbee技术的应用背景,此技术的优缺点。
第二部分通过调研介绍了现在主流的支持Zigbee协议标准的芯片,列出了这些芯片的内设配置,对各参数进行了对比。
第三部分,介绍了智能家居中各节点使用Zigbee进行数据传输实现方案,对比了三种实现方案1技术简介1.1标准概要该技术的主要特色有低速、低功耗、低成本、支援大量网络节点、支援多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。
它工作于2.4GHz( 全球)、868MHz( 欧洲) 及915MHz( 美国)的ISM 频段,其基础是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。
1、ZigBee和802.15.4标准都适合于低速率数据传输,最大速率为250K,与其他无线技术比较,适合传输距离相对较近;2、ZigBee无线技术适合组建WPAN网络,就是无线个人设备的联网,对于数据采集和控制信号的传输是非常合适的。
3、ZigBee技术的应用定位是低速率、复杂网络、低功耗和低成本应用。
1.2技术简介1、 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;2、 ZigBee 增加了逻辑网络、网络安全和应用软件,更加适合于产品技术的一致化,利于产品的互连互通;3、 ZigBee 继续与 IEEE 紧密结合,以保证向市场提供一种完整的集成解决方案。
1.3 频带和数据速率1、ZigBee 无线可使用的频段有 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,而不同频段可使用的信道分别是 16 、 1 、 10 个; 2、 ZigBee 在中国采用2.4G 的 ISM 频段,是免申请和免使用费的频率,在2.4G 的频段上具有16个信道,带宽为250K 。
Zigbee网络管理协议的研究与实现开题报告
![Zigbee网络管理协议的研究与实现开题报告](https://img.taocdn.com/s3/m/7887815fa66e58fafab069dc5022aaea998f4191.png)
Zigbee网络管理协议的研究与实现开题报告一、选题背景随着物联网技术的发展,Zigbee作为一种低功耗、低数据率、低成本的无线通信技术,在家庭自动化、物联网等领域得到了广泛应用。
Zigbee协议是一种典型的无线传感器网络协议,其网络拓扑结构灵活、节点数量较大,因此网络管理对于Zigbee网络性能和可靠性至关重要。
本文选取了Zigbee网络管理协议进行研究与实现。
二、研究内容1. Zigbee网络管理协议相关理论研究:包括了Zigbee网络协议栈结构、Zigbee协议的网络拓扑结构、Zigbee协议的组网方式等方面,通过对Zigbee标准协议的学习和理解,为后续实现工作提供理论基础。
2. Zigbee网络管理协议实现:基于Zigbee标准协议的基础上,对Zigbee网络管理协议进行实现,包括了网络入网、网络节点信道选择、网络拓扑维护、路由管理等方面的功能实现,通过实验验证协议的正确性和可行性。
三、技术路线和预期成果1. 技术路线:本文所研究的内容主要分为两个阶段,第一阶段是对Zigbee标准协议的理论研究,包括了Zigbee网络协议栈结构、Zigbee协议的网络拓扑结构、Zigbee协议的组网方式等方面的学习和理解,第二阶段是对Zigbee网络管理协议的实现,包括了网络入网、网络节点信道选择、网络拓扑维护、路由管理等方面的功能实现。
2. 预期成果:通过对Zigbee网络管理协议的研究和实现,可以实现对Zigbee网络的高效可靠管理,提升Zigbee网络的可靠性、安全性、稳定性和灵活性,具有一定的实际应用价值。
四、研究意义本文的研究内容是Zigbee网络管理协议的研究与实现,主要解决了Zigbee网络管理方面的核心问题,为Zigbee网络性能和可靠性的提升提供了技术支撑。
因此本文的研究具有很强的学术研究价值和实际应用价值。
ZIGBEE市场分析报告
![ZIGBEE市场分析报告](https://img.taocdn.com/s3/m/25ff1016bf23482fb4daa58da0116c175f0e1e25.png)
ZIGBEE市场分析报告1.引言ZIGBEE市场分析报告1.1 概述随着物联网技术的快速发展,无线通信技术的应用也日益广泛。
ZigBee作为一种低功耗、低成本、短距离无线通信技术,正逐渐成为物联网领域的重要组成部分。
本报告旨在对ZigBee市场进行全面的分析,深入探讨其技术特点、市场现状及未来发展趋势,为相关行业人士提供参考和借鉴。
通过本报告的撰写,我们希望能够更好地了解ZigBee在智能家居等领域的应用现状,为行业发展提供有益的参考和指导。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的章节安排和内容概要的描述。
可以简要介绍每个章节的主题和重点讨论内容,以便读者在阅读全文之前对整篇文章有一个整体的把握。
例如,可以描述每个章节的主要内容和目的,以及它们在整个报告中的位置和作用。
这有助于读者更好地理解文章结构,提前了解到每个章节将会讨论的内容,提高阅读效率。
1.3 目的目的:本报告旨在对ZigBee市场进行深入分析,探讨ZigBee技术在智能家居领域中的应用以及未来发展趋势。
通过对ZigBee技术的介绍和市场现状的分析,希望能够为企业和投资者提供对ZigBee市场的全面了解,以便制定有效的市场策略和投资决策。
同时,通过对未来市场的预测和发展趋势的分析,为相关行业提供战略指导,促进ZigBee技术在智能家居领域的应用和发展,推动整个市场的繁荣和成长。
1.4 总结经过对ZigBee市场的分析和研究,我们可以看到ZigBee技术在智能家居领域的应用前景广阔。
随着人们对智能化生活的追求,ZigBee作为一种低功耗、低成本、简单可靠的无线通信协议,将在未来得到更广泛的应用。
同时,随着对环境保护和节能的重视,ZigBee技术在照明控制、家居安防、环境监测等方面的应用也将得到进一步的推广。
因此,我们可以预见ZigBee技术在未来会成为智能家居领域的主流通信技术之一,为人们的生活带来更多的便利和舒适。
2.正文2.1 ZigBee技术介绍ZigBee技术是一种低成本、低功耗、短距离无线通信技术,它基于IEEE 802.15.4标准,并且专门为低速、低功耗无线通信而设计。
zigbee调研报告
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zigbee调研报告Zigbee调研报告一、引言Zigbee是一种低功耗无线通信技术,专为低数据传输率、低功耗和低成本的应用而设计。
它采用IEEE 802.15.4标准,并使用了自主的网络协议,以在家庭、工业和商业环境中实现物联网的互连。
本报告将对Zigbee技术进行调研,分析其特点、应用和未来发展。
二、Zigbee技术特点1.低功耗:Zigbee设备的功耗非常低,可通过节能睡眠模式实现长时间使用,并且采用了无线自组织网络的方式,可以灵活地组网和重新配置。
2.低数据传输率:Zigbee主要用于传输少量的数据,适用于传感器和控制设备等需要低带宽的应用,因此数据传输速率较低,能够节约能量和提高系统效率。
3.大规模网络:Zigbee网络可以支持数千个节点的连接,能够覆盖大范围,并且具备自动路由和网络发现功能,能够实现设备间的自动通信,提供高可靠性和可扩展性。
4.安全性:Zigbee网络具有较高的安全性,使用了128位的AES加密算法,能够对通信数据进行保护,防止信息被窃取和篡改。
三、Zigbee应用1.智能家居:Zigbee可以实现家庭里各种设备的连接与控制,如智能灯光、空调、门锁等,通过手机App或语音助手可以实现对家居设备的远程控制,提高家居的便利性和舒适度。
2.工业自动化:Zigbee技术可应用于工业生产线监测、设备状态监控等领域,实现设备的互联互通,提高生产效率和智能化程度。
3.能源管理:通过Zigbee技术,可以实现能源的智能管理,如智能电表和智能插座等设备的智能化监测和控制,帮助用户实时了解用电情况并进行合理利用。
4.物流跟踪:应用Zigbee技术可以实现物流车辆和货物的实时位置监测,提供物流运营商和客户可视化的物流跟踪服务,提高物流效率和安全性。
四、Zigbee未来发展随着物联网的迅速发展,Zigbee技术将继续得到应用和发展。
未来,Zigbee有望在以下几个方面得到进一步推广和应用:1.智能城市建设:Zigbee技术可以应用于智能城市的建设,包括智能交通、智能照明、智能垃圾管理等领域,为城市的智能化提供解决方案。
Zigbee实验报告
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一、Zigbee简介1.1 什么是ZigBeeZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。
ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。
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。
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。
ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。
1.2Zigbee协议栈ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。
其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。
1.3 Zigbee技术优势•数据传输速率低:10KB/秒~250KB /秒,专注于低传输应用•功耗低:在低功耗待机模式下,两节普通5号电池可使用6~24个月•成本低:ZigBee数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本•网络容量大:网络可容纳65,000个设备•时延短:典型搜索设备时延为30ms,休眠激活时延为15ms,活动设备信道接入时延为15ms。
•网络的自组织、自愈能力强,通信可靠•数据安全:ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,采用AES-128加密算法(美国新加密算法,是目前最好的文本加密算法之一),各个应用可灵活确定其安全属性•工作频段灵活:使用频段为2.4GHz、868MHz(欧洲)和915MHz(美国),均为免执照(免费)的频段1.4 Zigbee应用条件•低功耗;•低成本;•较低的报文吞吐率;•需要支持大型网络接点的数量级;•对通信服务质量QoS要求不高(甚至无QoS);•需要可选择的安全等级(采用AES-128),•需要多方面的较复杂的网络拓扑结构应用;•要求高的网络自组织、自恢复能力。
二、CC2530实验及实验修改2.1 基础实验(1)实验要求:按键触发中断,DS18B20测外部温度,数据以一定格式传输到串口显示(2)程序代码:#include <stdio.h>#include"iocc2530.h"#include"ds18b20.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define KEY1 P0_1 //定义按键为P01口控制//变量uchar Keyvalue=0; //定义变量记录按键动作uint KeyTouchtimes=0; //定义变量记录按键次数//函数声明void Delay(uint); //延时函数声明void Initial(void); //初始化函数声明void InitKey(void); //初始化按键函数声明uchar KeyScan(void); //按键扫描函数声明//字符串【DS18B20采集到的温度是:XXXXXXX】chardata[23]={0x44,0x53,0x31,0x38,0x42,0x32,0x30,0xB2,0xC9,0xBC,0xAF,0xB5,0xBD,0xB5,0xC4, 0xCE,0xC2,0xB6,0xC8,0xCA,0xC7,0xA3,0xBA};unsigned char temp; //定义温度缓冲//延时void Delay(uint n){uint i;for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);}//时钟初始化void InitialCLK() //系统初始化{CLKCONCMD = 0x80; //系统选择32M振荡器while(CLKCONSTA&0x40); //这里等待晶振稳定}//初始化按键为中断输入方式void InitKeyINT(void){P0INP |= 0x02; //上拉P0IEN |= 0X02; //P01设置为中断方式PICTL |= 0X01; //下降沿触发EA = 1; //使能总中断IEN1 |= 0X20; // P0设置为中断方式;P0IFG |= 0x00; //初始化中断标志位}//串口初始化设置void UartInitial(void){PERCFG = 0x00; //位置1 P0口P0SEL = 0x0c; //P0用作串口P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0U0CSR |= 0x80; //串口设置为UART方式U0GCR |= 11;U0BAUD |= 216; //波特率设为115200U0CSR |= 0x40;UTX0IF = 0;}//串口输出字符void UartPutChar(unsigned char DataChar){U0DBUF = DataChar; //发送字符while(UTX0IF == 0); //等待发送完成UTX0IF = 0;}//串口发送字符串函数void UartPutString(char *Data,int len){int j;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF = *Data++;//发送字符串while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;}}//外部中断程序#pragma vector = P0INT_VECTOR__interrupt void P0_ISR(void){temp=ReadDs18B20(); //温度检测UartPutString(data,23); //串口输出字符串if(temp/10>0) //判断是否数据只有1位UartPutChar(temp/10+48); //十位UartPutChar(temp%10+48); //个位UartPutChar('\n'); //换行P0IFG = 0; //清中断标志P0IF = 0; //清中断标志}//主函数void main(){InitialCLK(); //初始化系统时钟UartInitial(); //串口初始化InitKeyINT(); //按键初始化P0SEL &= 0xbf; //DS18B20的io口初始化while(1){}}(3)实验效果:按键一下,串口传出一次“DS18B20采集到的温度是:xx”显示在串口调试助手软件显示屏上2.2 实验修改(1)实验要求:按键触发中断改成按键检测程序代码:#include <stdio.h>#include"iocc2530.h"#include"ds18b20.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define KEY1 P0_1 //定义按键为P01口控制//变量uchar Keyvalue=0; //定义变量记录按键动作int Keytouchtimes=0;//定义变量记录按键次数//函数声明void Delay(uint); //延时函数声明void Initial(void); //初始化函数声明void InitKey(void); //初始化按键函数声明uchar KeyScan(void); //按键扫描函数声明//字符串【DS18B20采集到的温度是:XXXXXXX】chardata[23]={0x44,0x53,0x31,0x38,0x42,0x32,0x30,0xB2,0xC9,0xBC,0xAF,0xB5,0xBD,0xB5,0xC4,0xCE ,0xC2,0xB6,0xC8,0xCA,0xC7,0xA3,0xBA};unsigned char temp; //定义温度缓冲//延时void Delay(uint n){uint i;for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);}//时钟初始化void InitialCLK() //系统初始化{CLKCONCMD = 0x80; //系统选择32M振荡器while(CLKCONSTA&0x40); //这里等待晶振稳定}//按键初始化函数void InitKey(){P0SEL &= ~0X2; //设置P04为普通IO口P0DIR &= ~0X2; //按键在P04 口,设置为输入模式P0INP &= ~0x2; //打开P04上拉电阻,不影响}//串口初始化设置void UartInitial(void){PERCFG = 0x00; //位置1 P0口P0SEL = 0x0c; //P0用作串口P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0U0CSR |= 0x80; //串口设置为UART方式U0GCR |= 11;U0BAUD |= 216; //波特率设为115200U0CSR |= 0x40;UTX0IF = 0;}//串口输出字符void UartPutChar(unsigned char DataChar){U0DBUF = DataChar; //发送字符while(UTX0IF == 0); //等待发送完成UTX0IF = 0;}//串口发送字符串函数void UartPutString(char *Data,int len){int j;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF = *Data++;//发送字符串while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;}}//按键检测函数uchar KeyScan(void){if(KEY1==0) //判断按键是否按下{Delayms(10); //延时很短一段时间if(KEY1==0) //再次判断按键情况{while(!KEY1); //松手检测return 1; //有按键按下}}return 0; //无按键按下}//主函数void main(){InitialCLK(); //初始化系统时钟UartInitial(); //串口初始化InitKeyINT(); //按键初始化P0SEL &= 0xbf; //DS18B20的io口初始化while(1){Keyvalue = KeyScan(); //读取按键动作if(Keyvalue==1){temp=ReadDs18B20(); //温度检测UartPutString(data,23); //串口输出字符串if(temp/10>0) //判断是否数据只有1位UartPutChar(temp/10+48); //十位UartPutChar(temp%10+48); //个位UartPutChar('\n'); //换行}Delay(100); //延时}}实验效果:按键一下,串口传出一次“DS18B20采集到的温度是:xx”显示在串口调试助手软件显示屏上(2)实验要求:去掉松手检测,观察效果程序代码:#include <stdio.h>#include"iocc2530.h"#include"ds18b20.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define KEY1 P0_1 //定义按键为P01口控制//变量uchar Keyvalue=0; //定义变量记录按键动作int Keytouchtimes=0;//定义变量记录按键次数//函数声明void Delay(uint); //延时函数声明void Initial(void); //初始化函数声明void InitKey(void); //初始化按键函数声明uchar KeyScan(void); //按键扫描函数声明//字符串【DS18B20采集到的温度是:XXXXXXX】chardata[23]={0x44,0x53,0x31,0x38,0x42,0x32,0x30,0xB2,0xC9,0xBC,0xAF,0xB5,0xBD,0xB5,0xC4, 0xCE,0xC2,0xB6,0xC8,0xCA,0xC7,0xA3,0xBA};unsigned char temp; //定义温度缓冲//延时void Delay(uint n){uint i;for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);}//时钟初始化void InitialCLK() //系统初始化{CLKCONCMD = 0x80; //系统选择32M振荡器while(CLKCONSTA&0x40); //这里等待晶振稳定}//按键初始化函数void InitKey(){P0SEL &= ~0X2; //设置P04为普通IO口P0DIR &= ~0X2; //按键在P04 口,设置为输入模式P0INP &= ~0x2; //打开P04上拉电阻,不影响}//串口初始化设置void UartInitial(void){PERCFG = 0x00; //位置1 P0口P0SEL = 0x0c; //P0用作串口P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0U0CSR |= 0x80; //串口设置为UART方式U0GCR |= 11;U0BAUD |= 216; //波特率设为115200U0CSR |= 0x40;UTX0IF = 0;}//串口输出字符void UartPutChar(unsigned char DataChar){U0DBUF = DataChar; //发送字符while(UTX0IF == 0); //等待发送完成UTX0IF = 0;}//串口发送字符串函数void UartPutString(char *Data,int len){int j;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF = *Data++;//发送字符串while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;}}//按键检测函数uchar KeyScan(void){if(KEY1 == 1) //高电平有效{Delay(100); //检测到按键if(KEY1 == 1){return(1);}}return(0);}//主函数void main(){InitialCLK(); //初始化系统时钟UartInitial(); //串口初始化InitKeyINT(); //按键初始化P0SEL &= 0xbf; //DS18B20的io口初始化while(1){Keyvalue = KeyScan(); //读取按键动作if(Keyvalue==1){temp=ReadDs18B20(); //温度检测UartPutString(data,23); //串口输出字符串if(temp/10>0) //判断是否数据只有1位UartPutChar(temp/10+48); //十位UartPutChar(temp%10+48); //个位UartPutChar('\n'); //换行}Delay(100); //延时}}实验效果:按键按下时,不断循环换行显示“DS18B20采集到的温度是:xx”,显示速度很快。
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ZigBee 简介摘要由于是初学者,本文知对ZigBee技术进行简要的介绍。
包括ZigBee协议,ZigBee 联盟的简要介绍,ZigBee协议栈结构的概览,ZigBee的应用简介及几个应用实例,ZigBee芯片(CC2530和MRF24J40)简介,设计调试平台IAR简介。
关键词ZigBee协议ZigBee联盟ZigBee协议栈ZigBee应用ZigBee芯片设计调试平台IAR正文一ZigBee协议无线传感器网络节点要进行相互的数据交流就要有相应的无线网络协议(包括MAC层、路由、网络层、应用层等),传统的无线协议很难适应无线传感器的低花费、低能量、高容错性等的要求,这种情况下,ZigBee协议应运而生。
ZigBee的基础是IEEE 802.15.4,但IEEE 仅处理低级MAC层和物理层协议,因此ZigBee联盟扩展了IEEE,对其网络层协议和APL进行了标准化。
ZigBee协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
主要用于近距离无线连接。
它有自己的协议标准,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。
二ZigBee 联盟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四大巨头共同宣布,它们将加盟“Zig Bee 联盟”,以研发名为“Zig B ee”的下一代无线通信标准,这一事件成为该项技术发展过程中的里程碑。
ZigBee联盟是一个高速增长的非牟利业界组织,成员包括国际著名半导体生产商、技术提供者、代工生产商以及最终使用者。
成员正制定一个基于IEEE802.15.4的可靠、高性价比、低功耗的网络应用规格。
目前超过150多家家成员公司正积极进行ZigBee规格的制定工作。
当中包括7位推广委员,半导体生产商、无线技术供应商及代工生产商。
7位推广委员分别为:Honeywell,Invensys,Mitsubishi,Freescale,Philips,Samsung, Chipcom, Ember。
ZigBee联盟的主要目标是以透过加入无线网络功能,为消费者提供更富弹性、更易用的电子产片。
ZigBee技术能融入各类电子产品,应用范围横跨全球民用、商用、公用及工业用等市场。
生产商终于可以利用ZigBee这个标准化无线网络平台,设计简单、可靠、便宜又省电的各种产品。
在2011年6月14日召开的“2011中关村物联网与ZigBee产业发展国际论坛”上,中关村管委会委员张茂盛与ZigBee联盟主席鲍勃海利博士共同为“ZigBee联盟中关村办公室”揭牌。
作为在中国开展物联网产业技术交流与合作的平台,ZigBee联盟中关村办公室将于2011年下半年开始正式运作。
三ZigBee协议栈结构及几个常用的ZigBee协议栈1.ZigBee协议栈结构1.1.协议栈结构图ZigBee堆栈是在IEEE 802.15.4标准基础上建立的,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信)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。
下图给了这些组件的概况。
ZigBee协议栈结构概览1.2802.15.4 物理层(PHY层)物理层由半双工的无线收发器及其接口组成,PHY层定义了无线射频应该具备的特征,它支持二种不同的射频信号,分别位于2.5GMHz波段和868/915MHz波段。
2.5GMHz波段射频可以提供250kbps的数据速率和16个不同的信道。
868/915MHz波段中,868MHz支持1个数据速率为20kbps的信道,915MHz支持10个数据速率为40kbps的信道。
目前,几乎全世界都能使用2.5GHZ频段。
1.3802.15.4 媒体访问控制子层(MAC层)MAC提供节点自身和与其相邻的节点之间可靠的数据传输链路。
其主要任务是实现传输媒体的共享,提高通信的有效性。
1.4网络层(NKW)网络层利用MAC层可靠的数据通信,提供路由,多跳转发能力,实现和维护星形,树簇形或网格形网络。
对于一些简单的节点而言,其功能只不过是加入或离开一个网络而已。
而路由器则需要完成信息的转发,发现邻居,构造到某节点的路由任务。
1.5应用层(APL)应用层由三个部分组成,应用支持子层(APS)、ZDO(包含ZDO管理平台)和制造商定义的应用对象。
APS的任务是将网络信息转发到运行在节点上的不同应用端点,包括维护一个绑定表,在被绑定的设备之间传送信息等。
绑定表将设备按它们能够提供的服务和需要的服务匹配起来。
应用对象(Application Object)是运行在端点的应用软件它具体实现节点的应用功能。
ZigBee中的应用框架是为驻扎在ZigBee设备中的应用对象提供活动的环境。
最多可以定义240个相对独立的应用程序对象,且任何一个对象的端点编号都是从1到240。
此外还有两个附加的终端节点,为了APSDE-SAP的使用:端点号0固定用于ZDO 数据接口;另外一个端点255固定用于所有应用对象广播数据的数据接口功能。
端点241-254保留(留给未来扩展使用)。
1.6 小结每个ZigBee设备都与一个特定模板有关,可能是公共模板或私有模板。
这些模板定义了设备的应用环境、设备类型以及用于设备间通信的簇。
公共模板可以确保不同供应商的设备在相同应用领域中的互操作性。
设备是由模板定义的,并以应用对象(Application Objects)的形式实现,每个应用对象通过一个端点连接到ZigBee堆栈的余下部分,它们都是器件中可寻址的组件从应用角度看,通信的本质就是端点到端点的连接。
端点之间的通信是通过称之为簇的数据结构实现的。
这些簇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簇在模板中有定义。
下图就是设备及其接口的一个例子:接口结构图每个接口都能接收(用于输入)或发送(用于输出)簇格式的数据。
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。
应用程序可以通过端点0与ZigBee堆栈的其它层通信,从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)。
端点255用于向所有端点的广播。
端点241到254是保留端点。
所有端点都使用应用支持子层(APS)提供的服务。
APS通过网络层和安全服务提供层与端点相接,并为数据传送、安全和绑定提供服务,因此能够适配不同但兼容的设备,比如带灯的开关。
APS使用网络层(NWK)提供的服务。
NWK负责设备到设备的通信,并负责网络中设备初始化所包含的活动、消息路由和网络发现。
应用层可以通过ZigBee设备对象(ZD0)对网络层参数进行配置和访问。
2.几个常用的ZigBee协议栈2.1 TI的Z-Stack 协议栈2007年4月,德州仪器推出的一款ZigBee协议栈。
Z-Stack符合ZigBee 2006规范,支持多种平台,包括基于CC2420收发器以及TI MSP430超低功耗单片机的平台,CC2430 SOC平台等。
Z-Stack包含了网状网络拓扑的几近于全功能的协议栈,在竞争激烈的ZigBee领域占有很重要地位。
协议栈定义通信硬件和软件在不同级如何协调工作。
在网络通信领域,在每个协议层的实体们通过对信息打包与对等实体通信。
在通信的发送方,用户需要传递的数据包按照从高层到低层的顺序依次通过各个协议层,每一层的实体按照最初预定消息格式向数据信息中加入自己的信息,比如每一层的头信息和校验等终抵达最低的物理层,变成数据位流,在物理连接间传递。
在通信的接收方数据包依次向上通过协议栈,每一层的实体能够根据预定的格式准确的提取需要在本层处理的数据信息,最终用户应用程序得到最终的数据信息进行处理。
ZigBee无线网络的实现,是建立在ZigBee协议栈的基础上的,协议栈采用分层的结构协议分层的目的是为了使各层相对独立,每一层都提供一些服务,服务由协议定义,程序员只需关心与他的工作直接相关的那些层的协议,它们向高层提供服务,并由低层提供服务。
Z-Stack协议栈结构整个Z-Stack采用分层的软件结构,硬件抽象层(HAL)提供各种硬件模块的驱动,包括定时器Timer,通用I/O口GPIO,通用异步收发传输器UART,模数转换ADC的应用程序接口API,提供各种服务的扩展集。
操作系统抽象层OSAL实现了一个易用的操作系统平台,通过时间片轮转函数实现任务调度,提供多任务处理机制。
用户可以调用OSAL提供的相关API进行多任务编程,将自己的应用程序作为一个独立的任务来实现。
2.2 微芯的Microchip ZigBee 协议栈Microchip ZigBee 协议栈是专为低速率传感器和控制网络设计的无线网络协议。
有许多应用可从ZigBee 协议受益,其中可能的一些应用有:建筑自动化网络、住宅安防系统、工业控制网络、远程抄表以及PC 外设。
与其他无线协议相比,ZigBee 无线协议提供了低复杂性、缩减的资源要求,最重要的是它提供了一组标准的规范。
它还提供了三个工作频带,以及一些网络配置和可选的安全功能。
Microchip ZigBee 协议栈设计为随着ZigBee 无线协议规范的发展而发展。
在发布此文档时,该协议栈的1.0版本具有以下特点:• 基于ZigBee 规范的0.8 版本• 使用Chipcon CC2420 RF 收发器支持2.4 GHz 频带• 支持简化功能设备(Reduced Function Device,RFD)和协调器• 在协调器节点中实现对邻接表和绑定表的非易失性存储• 支持非时隙的星型网络• 可以在大多数PIC18 系列单片机之间进行移植• 协同多任务处理架构• 不依赖于RTOS 和应用• 支持Microchip MPLAB® C18 和Hi-TechPICC-18™ C 编译器• 易于添加或删除特定模块的模块化设计四.ZigBee的应用范围及几个应用实例4.1 应用范围ZigBee的典型应用如工业控制﹑智能建筑﹑家庭自动化应用﹑无线传感器网络﹑能源管理﹑智能交通系统﹑医疗与健康监护﹑汽车﹑现代农业等.1.家庭自动化应用可用于安防自动报警,烟雾,煤气泄漏检测,照明设备的自动控制与遥控,空气环境,节能控制,门窗检测与控制.2.医疗领域将各种传感器与ZigBee设备整合在一起,可以及时﹑准确﹑方便地对患者的血压﹑脉搏﹑体温等生命特征进行监测,从而使医护人员作出有效﹑快速反应.3.现代农业现代农业要求对局部的环境﹑土壤的成分﹑气候等进行全面的监测。