ZigBee技术概述PPT
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ZigBee技术在智能家居中的应用.ppt
▪
ZigBee网络中终端产品与网关组网很方
便，下面以南京物联传感技术有限公司研制
无线红外入侵探测器、无线门窗磁探测器与 WL网关02型(局域网)无线网关为例，介绍 ZigBee网络中终端产品与无线网关如何进行 组网，具体操作见教材。
2020/10/10
第7章 ZigBee技术在智能家居中的
16
应用
7.4. CC2530芯片及其应用
▪ 电源需求：5VDC
▪ 工作温度：-10℃~ +55℃
▪ 重量：331g
▪ 净重量：160g
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第7章 ZigBee技术在智能家居中的
11
应用
▪ 7.2.3安装调试
▪ WL网关02型(局域网)无线网关的安装调试步 骤如下：
▪ 1接通电源，插好网线 ▪ 2手机安装好软件 ▪ 3用手机扫描用户ID码，加入局域网 ▪ 4联网设置
▪ 7.3.3红外线转发器
▪ ZigBee网络中的红外线转发器与第3章介绍的 红外线转发器的作用相同，不同的是将将 ZigBe无线信号与红外无线信号关联起来，通 过移动智能终端来控制电视、空调、电动窗 帘等使用红外遥控器的设备。
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第7章 ZigBee技术在智能家居中的
15
应用
▪ 7.3.4终端产品与网关组网
7
应用
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第7章 ZigBee技术在智能家居中的
8
应用
▪ 7.1.5国际ZigBee联盟
▪ 国际ZigBee联盟是一个高速成长的非盈利业界 组织，成员包括国际著名半导体生产商、技术提供 者、技术集成商以及最终使用者，其标志如图7-5所 示。联盟制定了基于IEEE 802.15.4，具有高可靠、 高性价比、低功耗的网络应用规格。该联盟致力于 在全球各地推广ZigBee，使其能成为应用于家用电 器、能源、住宅、商业和工业领域的领先无线网络 连接、传感和控制标准。
《Zigbee技术》课件
《Zigbee技术》PPT课件
Zigbee技术是一种低功耗、低成本、短距离无线通信技术，广泛应用于物联网 领域。了解Zigbee技术的基本概念和应用场景是进一步学习和掌握该技术的关 键。
什么是Zigbee
Zigbee是一种面向小范围、低速率的无线网络通信技术。它基于IEEE 802.15.4标准，采用低功耗、低 数据传输率和短距离通信的方式，适用于智能家居、工业控制、传感器网络等领域。
Zigbee协议栈分为应用层、网络层、MAC层 和物理层，每一层都有具体的功能和协议， 实现高效的数据传输和网络管理。
Zigbee协议的各层功能
应用层负责应用程序的交互，网络层处理路 由和信道管理，MAC层进行低功耗通信控制， 物理层负责信号调制和解调。
Zigbee芯片
• Zigbee芯片的分类包括片上系统（SoC）和模块化芯片 • 常用的Zigbee芯片厂家有Texas Instruments、NXP Semiconductors和
Zigbee未来的发展
• 成立于2002年的Zigbee联盟致力于推动Zigbee技术的发展和标准化 • Zigbee的未来趋势包括更广泛的应用领域、更高的性能、更强的兼容性和更丰富的生态系统
Zigbee与其他无线技术的对比
Zigbee与Wi-Fi、蓝牙和Z-wave的区别
Zigbee、Wi-Fi、蓝牙和Z-wave等无线技术各有特 点，适用于不同的应用场景，比如Zigbee适合物 联网、Wi-Fi适合高速数据传输。
Zigbee的优点和劣势
Zigbee的优点包括低功耗、可靠性高、成本低等， 劣势包括数据传输速率相对较低和通信距离受 限。
Silicon Labs等
Zigbee应用
Zigbee在智能家居的应用
Zigbee技术是一种低功耗、低成本、短距离无线通信技术，广泛应用于物联网 领域。了解Zigbee技术的基本概念和应用场景是进一步学习和掌握该技术的关 键。
什么是Zigbee
Zigbee是一种面向小范围、低速率的无线网络通信技术。它基于IEEE 802.15.4标准，采用低功耗、低 数据传输率和短距离通信的方式，适用于智能家居、工业控制、传感器网络等领域。
Zigbee协议栈分为应用层、网络层、MAC层 和物理层，每一层都有具体的功能和协议， 实现高效的数据传输和网络管理。
Zigbee协议的各层功能
应用层负责应用程序的交互，网络层处理路 由和信道管理，MAC层进行低功耗通信控制， 物理层负责信号调制和解调。
Zigbee芯片
• Zigbee芯片的分类包括片上系统（SoC）和模块化芯片 • 常用的Zigbee芯片厂家有Texas Instruments、NXP Semiconductors和
Zigbee未来的发展
• 成立于2002年的Zigbee联盟致力于推动Zigbee技术的发展和标准化 • Zigbee的未来趋势包括更广泛的应用领域、更高的性能、更强的兼容性和更丰富的生态系统
Zigbee与其他无线技术的对比
Zigbee与Wi-Fi、蓝牙和Z-wave的区别
Zigbee、Wi-Fi、蓝牙和Z-wave等无线技术各有特 点，适用于不同的应用场景，比如Zigbee适合物 联网、Wi-Fi适合高速数据传输。
Zigbee的优点和劣势
Zigbee的优点包括低功耗、可靠性高、成本低等， 劣势包括数据传输速率相对较低和通信距离受 限。
Silicon Labs等
Zigbee应用
Zigbee在智能家居的应用
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
第四章 ZigBee概述
IAR产品特征包括以下几个方面： ● 完全标准的C兼容。 ● 目标特性扩充。 ● 版本控制和扩展工具支持良好。 ● 内建对应芯片的程序速度和大小优化器。 ● 便捷的中断处理和模拟。 ● 高效浮点支持。 ● 瓶颈性能分析。 ● 工程中相对路径支持。 ● 内存模式选择。
ZigBee片上系统解决方案—CC2430无线单片机 2005年12月，Chipcon公司推出内嵌定位引擎的ZigBee
IEEE802.15.4解决方案CC2431。 2006年2月，TI公司收购Chipcon公司，又相继推出一系
列的ZigBee芯片，比较有代表性的片上系统有CC2530等。
TX为25 mA)。 ● 硬件支持CSMA/CA。 ● 电源电压范围宽(2.0～3.6 V)。 ● 支持数字化接收信号强度指示器/链路质量指示(RSSI/LQI)。
7
第一节 ZIGBEE 技术概述 --------ZIGBEE芯片
● 2.4 GHz IEEE 802.15.4标准射频收发器。 ● 优秀的接收器灵敏度和抗干扰能力。 ● 外围电路只需极少量的外部元件。 ● 支持运行网状网系统。 ● 128 KB系统可编程闪存。 ● 32位ARM7TDMI-S微控制器内核。 ● 96 KB的SRAM及80 KB的ROM。 ●支持硬件调试。 ● 4个16位定时器及PWM。 ● 红外发生电路。 ● 32 kHz的睡眠计时器和定时捕获。 ● CSMA/CA硬件支持。 ● 精确的数字接收信号强度指示/LQI支持。 ● 温度传感器。 ● 两个8通道12位ADC。 ● AES加密安全协处理器。 ● 两个高速同步串口。 ● 64个通用I / O引脚。 ● 看门狗定时器。
4
第一节 ZIGBEE 技术概述 --------无线传感器网络与ZIGBEE的关系
ZigBee片上系统解决方案—CC2430无线单片机 2005年12月，Chipcon公司推出内嵌定位引擎的ZigBee
IEEE802.15.4解决方案CC2431。 2006年2月，TI公司收购Chipcon公司，又相继推出一系
列的ZigBee芯片，比较有代表性的片上系统有CC2530等。
TX为25 mA)。 ● 硬件支持CSMA/CA。 ● 电源电压范围宽(2.0～3.6 V)。 ● 支持数字化接收信号强度指示器/链路质量指示(RSSI/LQI)。
7
第一节 ZIGBEE 技术概述 --------ZIGBEE芯片
● 2.4 GHz IEEE 802.15.4标准射频收发器。 ● 优秀的接收器灵敏度和抗干扰能力。 ● 外围电路只需极少量的外部元件。 ● 支持运行网状网系统。 ● 128 KB系统可编程闪存。 ● 32位ARM7TDMI-S微控制器内核。 ● 96 KB的SRAM及80 KB的ROM。 ●支持硬件调试。 ● 4个16位定时器及PWM。 ● 红外发生电路。 ● 32 kHz的睡眠计时器和定时捕获。 ● CSMA/CA硬件支持。 ● 精确的数字接收信号强度指示/LQI支持。 ● 温度传感器。 ● 两个8通道12位ADC。 ● AES加密安全协处理器。 ● 两个高速同步串口。 ● 64个通用I / O引脚。 ● 看门狗定时器。
4
第一节 ZIGBEE 技术概述 --------无线传感器网络与ZIGBEE的关系
物联网主要通讯技术(PPT 31张)
5.3 蓝牙技术
5.3 蓝牙技术
5.3 蓝牙技术
• 蓝牙技术的主要运用
– – – – 居家 电子 工作 军事
– 娱乐
5.4 3G技术
• 第三代移动通信技术（The Third Generation， 3G）指 无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通 信系统。 • 3G是指在第一代模拟制式手机(1G )和第二代GSM、TDMA 等数字手机(2G )的基础上发展起来的第三代移动通信技术。 • 相对于第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数 字手机(2G)，3G的一个突出特点是，在未来移动通信系统 中实现个人终端用户能够在全球范围内的任何时间，任何 地点，与任何人，用任意方式，高质量地完成任何信息之 间的移动通信与传输。
5.2 WLAN技术
• WLAN又称为无线局域网络，利用无线射频 技术实现数据传输，WLAN用户通过一个或 多个无线接收器接入WLAN。WLAN具有移 动行、便捷性、较高的带宽等特点。 • WLAN技术是提升城市信息化水平的重要手 段，是3G环境下热点区域中对3G数据业务 覆盖的重要补充，现已广泛应用在商务区、 大学、机场等公共区域 。
•
•
5.4 3G技术
• 中国3G的000年5月，国际电信联盟正式公布第三代移动通信标准，我国提交的TD-SCDMA 正式成为国际标准，与欧洲WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代最主流的三大技术之 一。 在中国，2008年5月24日，工业和信息化部、国家发改委、财政部联合发布《关于 深化电信体制改革的通告》，鼓励中国电信收购中国联通CDMA网（包括资产和用户）， 中国联通与中国网通合并，中国网通的基础电信业务并入中国联通，中国铁通并入中 国移动，国内电信运营商由5家变为3家。 2008年6月2日，中国联通和中国网通两家公司实施合并。同时，中国电信将以总 价1100亿元收购联通CDMA网络。 2008年7月29日，中国电信集团宣布未来三年投资800亿元发展CDMA业务，并提出 在三年内把CDMA用户数由目前约4300万增至1亿，届时在中国移动通信市场的占有率 将达15%。 2008年8月，工信部发布《关于同意中国移动通信集团公司开展试商用工作的批 复》，同意中国移动在全国建立TD网络并开展试商用。 2008年12月22日，中国电信发布移动业务品牌“天翼”，189号段在部分省市投入 试商用，全面转型为全业务运营商。 2008年12月31日，国务院常务会议通过决议，同意启动3G牌照发放工作。
《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技术与应用剖析
ZigBee技术体系
❖ZigBee网状网络
ZigBee技术体系
❖ZigBee网状网络
ZigBee技术体系
❖ZigBee网状网络
ZigBee技术体系
❖ZigBee网状网络
ZigBee技术体系
❖ZigBee网状网络
ZigBee技术体系
❖ZigBee通信牢靠性保 通证信牢靠机制
■ZigBee承受了CSMA-CA的碰撞避开机制，同 时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避 开了发送数据时的竞争和冲突；明晰的信道检测 ■MAC层承受了完全确认的数据传输机制，每个发 送的数据包都必需等待承受方确实认信息。 网络的自组织自愈力量强 ■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，并确定连结关系，组 成构造化的网络； ■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
Q&A
ZigBee技术体系
❖ZigBee通信牢靠性保 证
ZigBee技术体系
❖ZigBee数据传输率比 较
ZigBee技术体系
❖ZigBee数据传输率比 较
ZigBee技术体系
❖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，两节一般5号电池可使用624个月 本钱低：ZigBee数据传输速率低，协议简洁，所以大大降低 了本钱 网络容量大：网络可容纳65000个设备 时延短：典型搜寻设备时延为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、自愈力量强，通信牢靠 数据安全：ZigBee供给了数据完整性检查和鉴权功能，承受 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〕，各个应用可敏捷确定其安全属性 工作频段敏捷：使用频段为2.4GHz、868MHz〔欧洲〕和
《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。
ZigBee技术及智能家居[优质ppt]
![ZigBee技术及智能家居[优质ppt]](https://img.taocdn.com/s3/m/c8b36352f78a6529647d53a4.png)
共同特点
•支持 Zigbee 协议
主要功能
•使用小米智能模块 •连接ZigBee设备，超低功耗 •把ZigBee设备连接小米云和其他设备 •多功能扬声器，18颗全彩LED可调夜灯
随着近两年智能家居的潘多拉魔盒被打开，各类智能家居产品经历 了从无到有的过程后，数量将会越来越多，Zigbee协议才又重新走入了 大众的视野。什么是ZigBee协议？
ZigBee技术及智能家居
2019年6月8日星期六
主要内容
一 ZigBee网络通信特点 二 无线传感器网络构建 三 ZigBee智能家居系统
在刚刚过去的 2015 年极客公园创新大会上，小米首次在非官方平台上发布 了新款产品：小米智能家庭套装：
•多功能网关 •人体传感器 •门窗传感器 •无线开关
是通Z过ig大be幅e简的化突协出议优(势不。到相蓝比牙较的,1蓝/1牙0)能,工降 作低数了周对、通信Wi控Fi制可器工的作要数求小,时按。预测分析,以
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•支持 Zigbee 协议
主要功能
•使用小米智能模块 •连接ZigBee设备，超低功耗 •把ZigBee设备连接小米云和其他设备 •多功能扬声器，18颗全彩LED可调夜灯
随着近两年智能家居的潘多拉魔盒被打开，各类智能家居产品经历 了从无到有的过程后，数量将会越来越多，Zigbee协议才又重新走入了 大众的视野。什么是ZigBee协议？
ZigBee技术及智能家居
2019年6月8日星期六
主要内容
一 ZigBee网络通信特点 二 无线传感器网络构建 三 ZigBee智能家居系统
在刚刚过去的 2015 年极客公园创新大会上，小米首次在非官方平台上发布 了新款产品：小米智能家庭套装：
•多功能网关 •人体传感器 •门窗传感器 •无线开关
是通Z过ig大be幅e简的化突协出议优(势不。到相蓝比牙较的,1蓝/1牙0)能,工降 作低数了周对、通信Wi控Fi制可器工的作要数求小,时按。预测分析,以
8Z0i5g1bee的工8作位在微2控0～制2器50测k算bps,全的功较能低的速主率节,分
点别需提要供3225K0Bk代bp码s(,2子.4功GH能z)节、点40少kb至ps4K(B91代5 码M传H,z输而)和范且围2Z0一ikgb般bpes介e(8于免68协1M0议H～z专)10利0的费m原。始之每数间块据,在芯吞增片吐加 的率RF价,满发格足射大低功约速率为率后2传,美亦输元可数。增据加的到应1用～需3 求km。这指 的Zi是gb相ee邻的节响点应间速的度距较离快。,如一果般通从过睡路眠由转和入 节工点作间状通态信只的需接15力m,s传,输节距点离连将接可进以入更网远络。只 需Zigbee 可采用星状、树状和网状网络结构, 3由0一ms个,主进节一点步管节理省若了干电子能节。点相,比最较多,一蓝个牙主 需节Zi要点gb3可ee～管1提理0供s2、5了4W三i个F级i子安需节全要点模3;式同s。时,包主括节无点安还全可 由个设获的采频和上节定取对用段86一点、数称直,82层的使据密接.MH网大用以码序4z(络网接及,列G欧以H节。入采扩z洲灵点控用频()活全管制高在。确球理清级工定)单加,业其最、密(科安多A9标C学1全可L5准)医属组M防(疗H性成Az止E((。6S美5非I01S国0法2M08)))
第3章ZigBee
MAC协议包括以下功能：
设备间无线链路的建立、维护和结束； 确认模式的帧传送与接收； 信道接入控制；
LLC子层的主要功能包括： 传输可靠性保障和控制； 数据包的分段与重组；
帧校验；
数据包的顺序传输。
预留时隙管理；
广播信息管理。
在ZigBee网络中传输的数据可分为3类: 周期性数据 ——如传感器中传递的数据，数据速率是根据不同的应用定义的； 间断性数据， ——如控制电灯开关时传输的数据，数据速率是由应用或外部激励定义
特性 工作频段
ZigBee
2.4 GHz、868 MHz 和915 MHz
蓝牙 2.4 GHz
扩频方式 调制方式 最高数据 传输速率
DSSS
BPSK/O-QPSK
250 kbps（2.4 GHz）、 40 kbps（915 MHz） 20 kbps（915 MHz
HFSS GFSK 1 Mbps
覆盖范围 栈容量 网络拓扑结构
5.安全层
为其提供了一套基于128位AES算法的安全类和软件，并集成了IEEE 802.15.4标准的安全元素，用来保证MAC层帧的机密性、一致性和真 实性。
802.15.4在数据传输中提供了3级安全性。
ZigBee联盟也负责ZigBee产品的互通性测试与认证规格的制定。
3.2.2 ZigBee协议栈体系安全
本章章节
3.1 ZigBee技术概述 3.2 ZigBee协议栈 3.3 ZigBee组网技术 3.4 ZigBee路由协议分析 3.5 基于ZigBee的无线传感器网络 3.6 ZigBee的应用
3.1 ZigBee技术概述
3.1.1 发展概述
2000年12月 成立了IEEE 802.15.4工作组
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2011年11月 10电脑艺术设计
电脑艺术设计教研室
ZigBee技术难点
瓶颈 – 通讯距离 – 高频设计和调试 – 协议栈代码复杂 办法 – 内置或外扩ZigBee放大器芯片(CC2591)等 – 批量模块化产品 – 应用级接口封装API
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ZigBee技术的应用
• 集成RF和MCU的单芯片SOC方案
如：TI CC2430/CC2431 、FREESCALE MC1321X 、EM250。
• ZigBee协处理器和MCU的双芯片方案
如： JENNIC SOC+EEPROM、EMBER 260+MCU
在主要的Zigbee芯片提供商中，德州仪器(TI)的Zigbee产品线覆盖了以上 三种方案，飞思卡尔、Ember、Jennic可以提供单芯片方案，Atmel、Microchip 等其它厂商大都提供MCU和RF收发器分离的双芯片方案。
ZigBee的概念
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。
主要用于近距离无线连接。它 依据IEEE 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。
ZigBee无线网络主要是为工业现场自动化控制数据传输 而建立。因此它具备简单、方便、稳定和低成本等特点。
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ZigBee硬件(CC2430) 接口介绍
Байду номын сангаас2011年11月 10电脑艺术设计
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ZigBee芯片方案
目前ZigBee的实现方案主要有三种：
• MCU和RF收发器分离的双芯片方案
如： TI CC2420+MSP430 、FREESCLAE MC13XX+GT60 、 MICROCHIP MJ2440+PIC MCU
• Router(路由器)
路由器的功能主要是：允许其他设备加入网络，多跳路由和协助它自己的 由电池供电的儿子终端设备的通讯。
• End-Device(终端设备)
终端设备没有特定的维持网络结构的责任，它可以睡眠或者唤醒，因此它 可以可以是一个电池供电设备。
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ZigBee技术特点
– 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：通常时延都在15ms~30ms。 – 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。 – 有效范围小：有效覆盖范围10~75米，具体依据实际发射功率大小和 各种不同的应用模式而定。 – 传输可靠：采用碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的业务预留专用 时隙。
– PAN ID
PANID指网络编号，用来区分不同的ZigBee网络。协调器是通过选 择网络信道及PANID来启动一个无线网络的。
PANID的有效范围为0~0x3FFF。
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ZigBee基本概念
– IEEE物理地址
每个ZigBee设备都有一个64位的IEEE长地址，即MAC地址。物理 地址是在出厂时候初始化的。它是全球唯一的。
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ZigBee基本概念
– 设备类型:
• Coordinator(协调器)
协调器负责启动整个网络。它也是网络的第一个设备。协调器选择一个信 道和一个网络 ID(也称之为 PAN ID，即 Personal Area Network ID)，随后 启动整个网络。
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ZigBee的工作频段
ZigBee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。
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ZigBee规范
ZigBee规范是由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 Control Layer；MAC Layer）。
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ZigBee的版本
–ZigBee 2004规范
前后不兼容
–ZigBee 2006规范
完全向后兼容
–ZigBee 2007规范
Stack Profile 1：目标是消费电子产品和灯光商业应用环境 Stack Profile 2：目标是商业和工业环境
ZigBee基本概念
– 网络拓扑
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ZigBee基本概念
– ZigBee信道
2.4 GHz的射频频段被分为16个独立的信道。每一个设备都有一个 DEFAULT_CHANLIST的默认信道集。协调器扫描自己的默认信道集并 选择一个信道上噪声最小的信道作为自己所建网络的信道。终端节点和 路由节点也要扫描默认信道集并选择一个信道上已经存在的网络加入。
ZigBee技术概述
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内容摘要
ZigBee技术简介 ZigBee硬件(CC2430)接口介绍 Z-Stack协议栈与IAR开发环境的构建 ZigBee模块常用软件介绍
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ZigBee技术简介
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当一个zigbee节点加入网络时候，它的IEEE地址不能与网络中现有 节点的IEEE地址冲突且不能为0xFFFFFFFFFFFFFFFF。
– 网络地址
网络地址也称短地址，通常用16位的短地址来标识自身和识别对方， 对于协调器来说，短地址始终为0x0000，对于路由器和节点来说，短地 址由其所在网络中的协调器分配。