Zigbee低功耗传感器产品功能定义
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。
智能家居zigbee技术与产品介绍
ZigBee技术产品十三大特性
• 9：采用安全性更强128位加密技术（AES， 比银行卡的DES加密安全十倍），目前在全 球还没有攻破的先例，相比传统的智能家居 降低了安全隐患。
智能家居系列产品
• 场景界面 - 主面板
当您要在家中看电影时，您要：开启电视 或投影仪、放下幕布、打开音响、调暗灯 光、拉上窗帘……这是“影院”场景。
当您要睡觉休息的时候，您要：关闭窗户、 光比灯光、打开安防设备、将空调调节成 睡眠模式、夜晚起来方便的时候，走道灯 光会自动亮起……这是“睡眠”场景。
• 无线技术
WIFI
一种短程无线传输技术，能够在数百米范围内 支持互联网接入的无线电信号。它的最大特点就是 方便人们随时随地接入互联网。但对于智能家居应 用来说缺点却很明显，功耗高、组网专业性强。高 功耗对于随时随地部署低功耗传感器是非常致命的 缺陷。另一个致命缺陷是安全性，随意买一张蹭网 卡就可以轻松破解wifi的账号和密码，这对于居家 安全是不利的。虽然wifi非常普及，但在智能家居 的应用中只是起到辅助补充的作用。
结论：智能家居产品的用户是万千普罗大众，也只有他们 才能给产业带来无穷的利润。如果不考虑普通用户的需求， 产品安装复杂，又存在着技术方面的先天缺陷，必然不为用 户所接受。无法快速打开市场，损失绝大部分的利润。
ZigBee与其他同类技术的比较
• 对比总结
使用感官对比：
物联传感ZigBee产品：ZigBee具有双向通信功能，家里灯 光电器的状态实时可见。响应速度超快，一个网关同时操作 2500个设备，全部开启时间不过1.2秒。
ZigBee协议
ZigBee协议协议名称：ZigBee协议一、引言ZigBee协议是一种低功耗、低速率的无线通信协议，旨在为物联网设备提供可靠、安全的无线通信能力。
本协议旨在规范ZigBee网络的组网方式、通信协议、安全机制等内容，以确保设备之间的互操作性和数据传输的可靠性。
二、范围本协议适用于基于ZigBee技术的物联网设备，包括但不限于传感器、执行器、智能家居设备等。
三、术语定义1. ZigBee：一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信技术，用于低功耗、低速率的短距离通信。
2. ZigBee设备：采用ZigBee技术的物联网设备，包括终端设备和协调器设备。
3. 终端设备：指无线传感器节点或执行器节点，可以通过协调器设备进行通信。
4. 协调器设备：指ZigBee网络中的主节点，负责网络的管理和协调。
四、ZigBee网络组网方式1. 网络拓扑结构：ZigBee网络采用星型、树型或网状拓扑结构，由一个协调器设备和若干终端设备组成。
2. 网络组网方式：ZigBee网络可以通过协调器设备进行主动组网，也可以通过设备之间的自组织方式进行动态组网。
3. 网络扩展性：ZigBee网络支持网络的扩展，可以通过添加更多的终端设备或协调器设备来扩大网络规模。
五、ZigBee通信协议1. ZigBee帧格式：ZigBee通信采用帧格式进行数据传输，包括帧起始符、帧控制字段、目标地址字段、源地址字段、帧有效载荷和帧校验字段等。
2. 数据传输方式：ZigBee通信支持广播传输、单播传输和多播传输三种方式，根据实际应用需求选择合适的传输方式。
3. 数据传输速率：ZigBee通信的数据传输速率根据设备所采用的射频通信频段和通信距离进行调整，一般在10-250 kbps之间。
4. 网络协议栈：ZigBee通信采用分层的网络协议栈，包括物理层、介质访问控制层、网络层和应用层，以实现数据的可靠传输和网络的管理。
六、ZigBee安全机制1. 密钥管理：ZigBee网络使用密钥管理机制来确保通信的安全性，包括密钥生成、密钥分发和密钥更新等操作。
Zigbee无线传感器应用功耗简介
Zigbee无线传感网络主要由以下三种功能模块组成：1、协调器（类似网关），2、路由（又称中继）节点，3、终端节点。
Zigbee网络耗电情况究竟如何，笔者根据近几年来Zigbee快速发展，结合自身实际工作经验对各功能模块耗电情况简单分别作些介绍，如有不足之处敬请来信指正。
第一部分、协调器耗电。
在整个Zigbee网络中，协调器作为网络的神经中枢，不能休眠，一旦协调器休眠网络中各节点便会出现群龙无首的局面，当网络点各节点找不到网络领导，通讯会全乱，不知将通讯数据发给谁。
因此不管是哪家Zigbee芯片厂商其提供的协调器不能休眼，协调器会一直处于耗电工作状态。
协调器实际耗电取决于各IC厂家提供的IC性能。
第二部分、路由器耗电。
Zigbee网络中，路由器起中继作用，如路由器休眠，则终端节点便无法通过中继与协调器通讯。
因此，路由器不能休眠，会一直处于耗电工作状态，路由器实际耗电取决于各IC厂提供的IC性能。
第三部分、终端节点耗电。
终端节点实物如图-1所示（各方案厂商会有不同方案），图-1所示是理想状态的Zigbee通讯，图-1即Zigbee除SOC系统外，没有其他外围电路消耗，是比较省电的，此种状态Zigbee终端节点，如CC2530，采用1000mAH电池工作，设定1秒休眠一次，1分钟向外发送一次数据包的工作频率，按本人实测过的数据，1000mAH电池CC2530约可以工作180天左右。
同前述容量电池，如设定1秒休眠一次，1小时向外发送一次数据包的工作频率，理论工作时间会相应延长。
因本人没有实测过那么长的时间，在此不便下结论！实际应用理论测算终归没有实测的准。
图-2所示是Zigbee相对耗电工作状态，图-2此时给Zigbee供电的电池（或市电转换，通常不太计较功耗）除要负担Zigbee芯片工作外还要负担Zigbee 芯片外围电路的供电（如LED灯、DC-DC芯片电压转换等），此时再用理想状态下的Zigbee工作耗电来强调Zigbee省电有些牵强，同前述相同条件1图-2所示Zigbee终端节点通常可以工作12天左右（实际情况要视外围电路难易/复杂度而定，本文仅指具名Zigbee模块和测试条件）。
zigbee模块
Zigbee模块简介Zigbee是一种低功耗、低数据速率的无线通信技术，特别适用于物联网应用。
Zigbee模块是一种用于构建Zigbee网络的硬件设备，它集成了Zigbee通信协议栈，并提供了一系列接口以便与其他设备进行通信。
功能特点Zigbee模块具有以下功能特点：•低功耗：Zigbee模块采用了睡眠模式和功耗管理策略，大大降低了能耗，适合长时间运行的低功耗应用。
•低数据速率：Zigbee模块的数据传输速率较低，适合传输小规模数据，如传感器数据等。
•大规模扩展性：Zigbee模块支持大规模的节点扩展，可以构建包含数百个设备的网络。
•自组网能力：Zigbee模块支持自组网功能，可以通过自动路由选择算法自动组建网络，简化了网络配置和维护的工作。
•多种通信模式：Zigbee模块支持多种通信模式，包括点对点通信、广播通信和多播通信，能满足不同应用场景的通信需求。
•安全性：Zigbee模块提供了一系列安全机制，包括加密、认证和防护措施，保证了数据的安全性和可靠性。
应用场景Zigbee模块广泛应用于物联网领域的各种应用场景：1.家庭自动化：Zigbee模块可以用于家庭自动化系统，通过与各种智能设备（如智能灯泡、智能窗帘等）连接，实现远程控制和智能化管理。
2.智能农业：Zigbee模块可以用于农业领域，连接农业传感器和控制设备，实现对农作物的监测和自动化管理。
3.智能城市：Zigbee模块可以用于构建智能城市的基础设施，如智能路灯、智能停车系统等，提升城市管理和生活质量。
4.工业自动化：Zigbee模块可以用于工业自动化领域，通过与工业传感器和执行器连接，实现对工业生产过程的监控和控制。
5.物流追踪：Zigbee模块可以用于物流追踪系统，连接各种传感器和标签，实现对货物的实时监测和追踪。
Zigbee模块的使用步骤使用Zigbee模块进行开发和应用，一般需要以下步骤：1.选型：选择适合自己应用的Zigbee模块，考虑通信距离、功耗、数据速率等因素。
ZigBee无线传感器网络节点的低功耗分析
ZigBee无线传感器网络节点的低功耗分析ZigBee无线传感器网络是一种低功耗、低速率、短距离的无线通信技术，可以应用于广泛的物联网场景中。
ZigBee无线传感器网络节点的低功耗分析是保证其稳定运行和延长电池寿命的重要一环。
本文将从硬件、软件和协议等方面分别进行分析。
一、硬件方面1. 选择低功耗处理器和低功耗外设：ZigBee节点的处理器和外设的功耗对整个系统功耗起着决定性的影响。
因此，在设计上应该选择低功耗的处理器和外设，例如ARM Cortex-M系列的处理器和低功耗无线模块。
2. 合理设计电源电路：电源电路是ZigBee节点最基本也是最重要的部分，因为它直接决定了节点的电能供给和电池寿命。
合理设计电源电路的关键在于最大化节能的能力，例如采用降压稳压方式，使用降压芯片的功耗远低于线性稳压方式，且更加高效。
3. 防止电路漏电：电路漏电是一种非常浪费电量的现象，对于无线传感器节点运行时间造成了不良影响。
对此，设计笔者建议在电路制作过程中要注意电路的接线是否正确，紧固松动或短路等都会导致电路漏电。
二、软件方面1. 优化程序设计：优化程序设计是ZigBee节点实现低功耗的重要方法。
通过优化程序，可以让ZigBee节点的功耗在耗能最低的情况下满足节点的功能需求。
例如，采用睡眠模式，缩短轮询时间等方式，达到低功耗的目的。
2. 采用合理的省电算法：省电算法是指利用处理器降频、关闭未使用的外设等技术手段，让处理器在满足功能需求的同时降低功耗。
目前，ZigBee节点的省电算法主要包括不同的睡眠模式和断电模式，可以通过在设计过程中选择适合的省电算法和优化省电策略来提高节点的能效。
三、协议方面1. 优化网络拓扑结构：在ZigBee网络的设计中，优化网络拓扑结构的重要性不言而喻，因为网络拓扑结构直接影响通信的质量和节点的功耗。
设计可选择较为简化的星型拓扑，避免复杂的网状拓扑。
2. 数据包内容精简：去除一些无用的信息字段，仅仅保留关键的信息字段，可以让节点相应的数据包更小，进而减少传输过程中因丢包导致重发的次数，从而进一步降低节点的功耗。
知易科技-Zigbee低功耗传感器产品功能定义
知易科技-Zigbee低功耗传感器产品功能定义知易科技-Zigbee 低功耗传感器产品功能定义一、Zigbee无线按键（On/Off Switch）1，组网长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED 指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态3，心跳功能默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）4，网络状态维护当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始当有按键动作时（单击，双击，长按）会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网5，模块功能按键单击发送toggle 指令，按键双击发送on 指令，长按发送off 指令二、Zigbee温湿度传感器（Temperature Sensor）1，组网长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED 指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态3，心跳功能默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）4，网络状态维护当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始当有温湿度变化上报时会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网5，模块功能模块默认10s检测一次温湿度传感器值，当检测到温度变化超过0.5℃，模块会上报温湿度数据到网关三、Zigbee门磁传感器（IAS Zone / Contact Switch）1，组网长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
zigbee芯片
zigbee芯片Zigbee芯片是一种无线通信技术的芯片，它采用低功耗、低数据速率和低成本的方式来实现对传感器设备和控制设备的无线连接。
Zigbee芯片使用了IEEE 802.15.4标准，它可以在工业、农业、医疗和家庭环境等多种场景下应用。
Zigbee芯片的核心特点是低功耗。
由于它主要用于传感器设备和控制设备，这些设备通常需要长时间工作，并且往往采用电池供电。
因此，低功耗是Zigbee芯片的一个重要特点。
与其他无线通信技术相比，Zigbee芯片的功耗可以更好地满足这些设备的长时间工作需求。
另一个重要的特点是低数据速率。
Zigbee通信主要用于传感器设备的数据传输和控制设备之间的通信。
这些设备通常需要低数据速率，因为它们一般只需要传输一些简单的控制信号或者少量的传感数据。
因此，Zigbee芯片的低数据速率和低功耗的特点可以更好地满足这些设备的需求。
除了低功耗和低数据速率外，Zigbee芯片还具有成本低廉的特点。
对于广泛应用的无线通信技术来说，降低成本是一个重要的目标。
Zigbee芯片的成本相对较低，这使得它可以被广泛应用于各种领域，例如家庭自动化、工业自动化和智能农业等。
此外，Zigbee芯片还具有网络拓扑灵活、安全性高等优点。
Zigbee通信可以支持多种网络拓扑，例如星型、网状和树型等，这使得Zigbee可以适用于不同类型和规模的无线传感网络。
另外，Zigbee通信还使用了多种安全机制来保护数据的安全性，例如加密、身份验证和访问控制等。
总的来说，Zigbee芯片是一种理想的无线通信解决方案，它具有低功耗、低数据速率、低成本、灵活的拓扑和高安全性等优点。
它适用于各种需要长时间工作、低数据速率和可靠连接的设备。
随着物联网的不断发展，Zigbee芯片将在各个领域得到广泛应用，并推动物联网技术的进一步发展。
Zigbee 打造Ad hoc低功耗传感器网络
PERCEIVE WIRELESS在以数据传输为主的无线网络中，小型、低成本、低复杂度的无线网络的应用场合十分广泛。
利用Zigbee 来组建Ad hoc 低功耗传感器网络，为传感器网络在各个领域的应用提供了技术支撑。
Zigbee打造Ad hoc 低功耗传感器网络文/徐大维无线通信、嵌入式系统和传感器技术的发展和融合，推动了无线传感器网络的发展。
无线传感器网络是由分布于一定的监控区域内，用于监测特定环境信息的无线传感器网络节点组成的，已在城市管理、环境监测、危险区域的远程控制等领域得到了广泛研究与应用。
因此，探索研究组网方便迅速、通讯顺畅、体积小、低能耗的无线传感器网络，具有重要的意义。
Zigbee （紫蜂协议）是一种基于IEEE 802.15.4协议的无线标准，适合于近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络传输；Ad hoc 网络则是一项新兴的无线通信技术，它可以是LAN 或小型网络，也可以是一个临时的即插即用连接。
采用Zigbee 技术组建Ad hoc 低功耗传感器网络，为我们提供了一种新型的解决方案，以便在各种环境下监测信息。
在物联网飞速发展的今天，传感器网络将会有更大的发展。
Zigbee 技术Zigbee 是一种用于个人区域网（PAN ）的短程无线技术，它基于Zigbee 联盟开发的IEEE 802.15.4标准及其指导方针。
IEEE 802.15.4工作组主要负责制定物理层及MAC 层的协议，其余协议主要参照现有标准，高层应用、测试及市场推广等方面工作由Zigbee 联盟负责。
IEEE 802.15.4标准定义了三个开放工作频段：即868MHz 、915MHz 和2.4GHz 频段。
868MHz 频段用于欧洲，915MHz 频段用于美国，2.4GHz 则全球通用。
802.15.4的数据速率比大多数其他无线标准的都要低：868MHz 频段速率为20Kbps ，915MHz 频段速率为40Kbps ，2.4GHz 频段速率为250Kbps 。
zigbee低功耗透传，真正的低功耗透传模块
zigbee低功耗透传，真正的低功耗透传模块核心技术：zigbee无线通信协议、低功耗透传。
为什么要用zigbee？ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。
主要用于距离短、功耗低且传输不高的各种电子设备之间进行数据传输。
ZigBee可工作在2.4GHz、868MHz和915 MHz3个频段上，具备最高250kbit/s的数据传输速率，它具有如下特点：1) 低功耗: ZigBee的发射功率仅为1mW，采用了休眠模式，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,这是其它无线设备望尘莫及的。
2) 成本低： ZigBee模块的在6美元左右, 并且ZigBee协议是免专利费的。
低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。
3) 时延短: 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的搜索设备时延30ms，休眠激活的时延是15ms,，活动设备信道接入的时延为15ms。
因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。
4) 网络容量大：一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee 网络，而且网络组成灵活。
5) 可靠: 采取了碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避开了发送数据的竞争和冲突。
MAC层采用了完全确认的数据传输模式，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。
如果传输过程中出现问题可以进行重发。
6) 安全： ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能，支持鉴权和认证，采用了AES-128的加密算法，各个应用可以灵活确定其安全属性。
为什么要低功耗？对于zigbee模块来说，idle模式下的工作电流为4mA，采用了休眠功能的zigbee理想待机电流为1uA，实际使用中，这个数值也将不会超过50uA，这将使得模块电池的使用寿命至少提高800倍。
ZigBee协议低功耗无线传感器网络的协议
ZigBee协议低功耗无线传感器网络的协议ZigBee是一种专为低功耗、短距离通信设计的无线传感器网络协议。
它基于IEEE 802.15.4标准，旨在提供稳定可靠的通信解决方案，适用于广泛的物联网应用。
本文将介绍ZigBee协议的特点、架构以及其在低功耗无线传感器网络中的应用。
一、ZigBee协议的特点1. 低功耗：ZigBee协议采用了低功耗设计，使得传感器节点的电池寿命得以延长。
这是通过快速进入和退出睡眠状态、低能耗的硬件设计以及优化的通信协议实现的。
2. 网络拓扑灵活：ZigBee支持多种网络拓扑结构，包括星型、网状和集群树等。
这种灵活性使得ZigBee网络能够适应不同应用场景的需求，提供多样化的通信方案。
3. 自组织组网：ZigBee节点可以通过自组织的方式建立和维护网络。
当一个节点加入网络时，它可以自动发现邻近节点并与之建立连接，从而形成一个可扩展的传感器网络。
4. 低成本：ZigBee协议所需的硬件资源相对较少，这使得ZigBee设备的制造成本低，适用于大规模部署。
二、ZigBee协议的架构ZigBee协议采用了分层的架构，包括应用层、网络层、MAC层和物理层。
1. 应用层：应用层定义了与应用程序相关的功能，如传感器数据的采集和处理、设备间的通信协议等。
它通过ZigBee集群库提供了一组标准的应用功能集，简化了应用程序的开发。
2. 网络层：网络层负责网络拓扑管理、路由选择和数据传输。
它定义了路由协议、维护网络表和路由表等功能，使得数据能够有效地在传感器节点之间传递。
3. MAC层：MAC层处理数据的传输和接收，通过帧格式的定义和超帧结构来实现。
它还负责低功耗的睡眠管理和信道访问控制，实现低功耗和高效的通信。
4. 物理层：物理层负责信号的调制、解调和发送。
ZigBee使用了2.4GHz无线频段，采用了多频道和直序扩频技术，提供了可靠的无线通信性能。
三、ZigBee在低功耗无线传感器网络中的应用ZigBee协议在低功耗无线传感器网络中有广泛的应用，包括家庭自动化、工业监测、农业环境监测等领域。
最新 ZigBee无线传感器网络节点的低功耗分析-精品
ZigBee无线传感器网络节点的低功耗分析ZigBee技术是一种功耗、速率和复杂度都低的无线通信技术，依据无线联网和控制而制定的协议规范，其中Physics Layer和MAC协议则由IEEE802工作组制定，而Network layer和Application layer协议都由ZigBee联盟制定。
ZigBee数字传输模块类似于移动网络基站。
ZigBee技术的工作频段为2.4 GHz（全球）、915MH z（美国）和868MHz（欧洲），传输距离大约10-75m，并且可以无限扩展。
ZigBee网络是在工业现场自动化控制中进行数据传输，主要适用于远程自动化控制、无线传感器网络和工业自动控制等领域.1 传感器节点硬件能耗分析ZigBee 无线传感器节点由传感器、处理器、无线通信和电池4个模块组成。
传感器模块包含传感器和数/模转换电路；处理器模块包括微处理器和存储器；无线通信模块包括网络协议和射频通信部分。
降低硬件功率消耗的根本方法是采用低功耗的芯片，这样还能够提高传感器节点能量的利用率。
1.1 传感器模块传感器模块一般由传感器和数/模转换电路组成。
模块节能设计原则：（1）模块功耗要低；（2）传感器的体积要小；（3）传感器的外围电路要简单。
第一，由于传感器的功率占系统功率的比例很小，一般选择耗电量小的传感器，最好采用数字传感器。
比如低功耗的温湿度一体SHT75芯片可以进行数字式输出；自带应用交付控制器（ADC）的单片机可实现A/D 转换；Atmega128L芯片有8 个通道、采样精度为10位的应用交付控制器。
第二，传感器的选择要考虑启动时间，因为传感器在启动时间内需要一个持续的电流维持工作，为了节省传感器的能量，就需选择启动时间较短的传感器。
1.2 处理器模块处理器模块的核心是微处理器，是网络节点的中央处理单元。
它主要完成数据处理，控制和协调各部分模块的工作，譬如信号处理、通信协议以及应用程序。
微处理器功耗大小主要取决于运行时钟、工作电压、制作工艺和内部逻辑复杂度。
ZigBee无线传感器网络节点的低功耗设计
１ Ｚｇ ｅ ｉ ｅ技 术 Ｂ
Ｚｇｅ 是 针对小 型设 备 的无 线 联 网 和控 制 而 ｉ ｅ Ｓ 制定 的协议 规范 ， 有 一 套 非 常 完 整 的协 议 层 次 拥 结构 ， ＩＥ ８２ １ ． 由 Ｅ Ｅ０ ．５４和 ｚｇｅ 联 盟 共 同制 订完 ｉ ｅ Ｂ
一
２ 传感器节点的低功 耗设计
Ｚｇ ｅ 无线 传感 器 网络 节点 是 组 成 传 感 器 网 ｉ ｅ Ｓ
络的重要组成部分 ， 传感器节点 由传感器模块 （ 模 拟信 号调 理 模 块 ） 处 理 器 模 块 、 线 通 信模 块 和 、 无 能量供应模块 ４部分组成 （ 如图 ｌ 所示）传 感器 ． 模块负责监测区域 内信息的采集和数据转换 ； 处 理器模块负责控制整个传 感器节点 的操作 ， 存储
摘 要 ： 于 ｚｇ 。 技 术的无线传感 器网络 中由于网络 节点能量有限 ， 基 ｉ ｅ Ｂ 如何最大限度地利 用有限能量是 关键 ．
分析 了无线传感器 网络节点各部分 的能耗情 况， 出了无线传 感 器从 节点硬 件结构和 通信 两方 面来 降低 网络 提 系统能耗 ， 到延 长网络 生命周期 的 目的 ． 达 ຫໍສະໝຸດ 埋 Ｉ Ｏ５ Ｏ
８ Ｍ Ｕ 其工作 电压为 １８ ３６Ｖ 能充分满足 位 Ｃ， ．— ． ， 电池供 电 的要 求 ．
（） ２ 电源选用 较低 的输 出 电压 ， 本身 消 耗功 且
维普资讯
第２ 卷 第３ ２ ０年 ９ ０７ ８ 月期
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＣ ｅｇ ｕＵ ｉｅ ｓ ｔ （ａ ｕ ａ ｃ ｅ ｃ ｄｔ ｏ） ｏｒ ａ ｈ ｎ ｄ ｎ ｖｒ ｉｙＮ ｔｒ ｌ ｉｎ ｅＥ ｉ ｉｎ ｏ Ｓ
成 都大 学 学 报（ 自然 科 学 版）
低功耗ZigBee技术概述
4.网络容量大
ZigBee网络可以选用 三种不同的拓扑结构,分 别是:星型、树型和网状 网。ZigBee网络最多可以 构成65000个节点的网络 。
5.工作频段灵活
ZigBee5MHz 频段和868MHz频段。
6.低速率
ZigBee技术专注于 低速率的应用,三个频段 中最高数据传输速率也 只有250Kb/s。
ZigBee协议栈基于标准的OSI(Open System Interconnection)七层模 型，但只是在相关的范围来定义一些相应层来完成特定的任务。 IEEE802．15．4—2003标准定义了下面的两个层：物理层(PHY层)和媒介 层(MAC层)。ZigBee联盟在此基础上建立了网络层(NWK层)以及应用层(APL 层)的框架(framework)。APL层又包括应用支持子层(ApplicationSupport Sub—layer，APS)、ZigBee的设备对象(ZigBeeDevice 0bjects。ZD0)以 及制造商定义的应用对象。
目前企业正积极开发四大ZigBee应用市场，分别为家 庭与楼宇自动化、消费电子、自动读表与其他方面，包括工 业自动化、监控检测、医疗、幼儿监护、物流管控、低温连 锁管理与农业监控等。
二 ZigBee技术特点
1.低功耗 这是ZigBee技术最重要 的特点。由于ZigBee的传输 速率相对较低,发射功率较小 ,使得ZigBee设备很省电,这 是ZigBee技术能够广泛应用 的基石。
五 ZigBee网络低功耗研究
低功耗ZigBee节点软件设计 软件的低功耗设计是节点低功耗设计的重要组成部分,从以下几个方面进行软件的
低功耗设计: (1)合理的优化代码。对代码进行合理的优化能够降低代码运算和空间复杂度。采
物联网中的低功耗无线传感技术
物联网中的低功耗无线传感技术随着物联网的迅速发展，无线传感技术的应用也越来越广泛。
传感器将微小的信号转换为数字信号，并通过通信模块将数据传输到中心节点，实现信息的采集和处理。
同时，低功耗无线技术的引入，使得传感器的应用场景更加多样化。
本文将重点介绍物联网中的低功耗无线传感技术。
一、低功耗无线通信技术低功耗无线通信技术是指在满足短距离高速传输的同时，尽量降低功耗，达到延长电池寿命的目的。
常见的低功耗无线通信技术有蓝牙低功耗（BLE）技术、ZigBee技术、LoRa技术等。
1. BLE技术BLE技术是一种低功耗蓝牙技术，能够在10-100米范围内实现高速传输。
BLE的最大特点是低功耗，采用低功耗模式时，可以实现数年的电池寿命。
BLE技术受到广泛应用的领域包括智能家居、健康医疗、智能交通等。
2. ZigBee技术ZigBee技术也是一种低功耗无线通信技术，它可以实现低速传输和低功耗传输，与BLE技术相比，具有更强的自组织能力和信号穿透能力。
ZigBee技术适用于无线传感器网络、智能家居、工业自动化等领域。
3. LoRa技术LoRa技术是一种长距离低功耗无线通信技术，可以在数公里范围内实现高速传输。
LoRa技术适用于物联网边缘节点、农业、环境监测等领域。
LoRa技术的主要优势是通信距离远，具有良好的穿透性和抗干扰能力。
二、传感器技术传感器是物联网中重要的组成部分，它可以感知温度、湿度、光线、气体、声音等各种物理量，并将这些信息转换为数字信号。
常见的物联网传感器包括温湿度传感器、光线传感器、气体传感器、声音传感器等。
近年来，有关低功耗无线传感技术的研究主要集中在以下几个方面：1. 能量收集技术能量收集技术是指将环境中的能量转化为电能，实现对于传感器的长时间供电。
常见的能量收集技术包括太阳能光伏电池、振动能量收集器、无线充电器等。
2. 低功耗芯片设计技术低功耗芯片设计技术可以有效地提高传感器的电池寿命。
其中，AMBA总线架构是一种通用的嵌入式系统总线技术，具有低功耗、跨平台等优点。
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产品简介 赫立讯科技公司
什么是ZigbeeZigbee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。
这一名称来源与蜜蜂的八字舞，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这样的方式构成了群体中的通信网络。
其特点是近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本。
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。
编辑本段Zigbee的起源Zigbee, 在中国被译为"紫蜂",它于蓝牙相类似.是一种新兴的短距离无线技术.用于传感控制应用(sensor and control).此想法在IEEE 802.15工作组中提出,于是成立了TG4工作组,并制定规范IEEE 802.15.4.2002年,zigbee Alliance成立.2004年,zigbee V1.0诞生.它是zigbee的第一个规范.但由于推出仓促,存在一些错误.2006年,推出zigbee 2006,比较完善.2007年底,zigbee 2007 被推出,也出现了一些新特性.zigbee的底层技术基于IEEE 802.15.4.物理层和MAC层直接引用了IEEE 802.15.4在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许多缺陷。
对工业，家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言，蓝牙技术显得太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等，而工业自动化，对无线数据通信的需求越来越强烈，而且，对于工业现场，这种无线数据传输必须是高可靠的，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。
因此，经过人们长期努力，Zigbee协议在2003年正式问世。
另外，Zigbee 使用了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议Home RF Lite。
编辑本段Zigbee无线数据传输网络描述简单的说，Zigbee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。
ZigBee协议解析低功耗无线传感器网络的协议
ZigBee协议解析低功耗无线传感器网络的协议ZigBee协议是一种专门为低功耗无线传感器网络设计的协议。
它提供了一种可靠且高效的通信方式，适用于各种物联网应用。
本文将对ZigBee协议进行详细解析，并探讨其在低功耗无线传感器网络中的应用。
一、ZigBee协议的概述ZigBee协议是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信协议，主要面向低功耗无线传感器网络。
它采用短距离无线传输技术，支持低速、低功耗的设备间通信。
ZigBee协议提供了一个自组织的网络结构，可以连接数百个设备，形成一个完整的传感器网络。
ZigBee协议具有以下特点：1. 低功耗：ZigBee设备的电池寿命长，通信过程中的能量消耗极低，适用于长期运行的无线传感器网络；2. 低速率：ZigBee协议的数据传输速率较低，适合传输小量的数据，如温度、湿度等传感器数据；3. 自组织：ZigBee网络能够自动进行网络拓扑结构的组织和调整，无需人工干预；4. 网络容量大：一个ZigBee网络可以支持数百个设备，覆盖范围广，适用于大规模传感器部署；5. 低成本：由于ZigBee设备的成本较低，使得它在物联网领域得到广泛应用。
二、ZigBee协议栈ZigBee协议栈是ZigBee协议的软件实现，由不同层次的协议组成。
ZigBee协议栈分为物理层、数据链路层、网络层和应用层。
1. 物理层：物理层是ZigBee协议栈的最底层，负责实现无线通信的物理传输。
它定义了无线信道的参数设置、频率选择以及信号调制等功能。
2. 数据链路层：数据链路层负责数据的传输和错误检测等功能。
它将数据分成小的数据帧，并通过可靠的无线信道传输。
3. 网络层：网络层负责发送和路由数据。
它使用一种分层的网络拓扑结构，将网络划分为不同的区域，通过路由表选择最佳路径进行数据传输。
4. 应用层：应用层是ZigBee协议栈的最高层，负责定义应用数据的格式和传输方式。
它可以根据不同的应用需求，定义相应的数据协议。
什么是ZigBee
Zigbee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。
它此前被称作“HomeRF Lite”或“FireFly”无线技术，主要用于近距离无线连接。
它有自己的无线电标准，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低的功耗，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，因此它们的通信效率非常高。
最后，这些数据就可以进入计算机用于分析或者被另外一种无线技术如WiMax收集。
Zigbee的基础是IEEE802.15.4(如下图1所示)，这是IEEE无线个人区域网(Personal Area Network，PAN)工作组的一项标准，被称作IEEE802.15.4(Zigbee)技术标准。
Zigbee不仅只是802.15.4的名字。
IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此Zigbee联盟对其网络层协议和API进行了标准化(如下图2所示)。
完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K字节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。
每个协调器可连接多达255个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。
Zigbee联盟还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其它节点获得。
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“Zigbee联盟”，以研发名为“Zigbee”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。
到目前为止，除了Invensys、三菱电子、摩托罗拉和飞利浦等国际知名的大公司外，该联盟大约已有20多家成员企业，并在迅速发展壮大。
其中涵盖了半导体生产商、IP服务提供商、消费类电子厂商及OEM商等，例如Honeywell、Eaton和Invensys Metering Systems等工业控制和家用自动化公司，甚至还有像Mattel之类的玩具公司。
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Zigbee 低功耗传感器产品功能定义
一、Zigbee无线按键（On/Off Switch）
1，组网
长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置
若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态
3，心跳功能
默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）4，网络状态维护
当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始
当有按键动作时（单击，双击，长按）会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网5，模块功能
按键单击发送toggle 指令，按键双击发送on 指令，长按发送off 指令
二、Zigbee温湿度传感器（Temperature Sensor）
1，组网
长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置
若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态
3，心跳功能
默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）4，网络状态维护
当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始
当有温湿度变化上报时会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网
5，模块功能
模块默认10s检测一次温湿度传感器值，当检测到温度变化超过0.5℃，模块会上报温湿度数据到网关
三、Zigbee门磁传感器（IAS Zone / Contact Switch）
1，组网
长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置
若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态
3，心跳功能
默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）
4，网络状态维护
当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始
门磁状态发生改变时会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网
5，模块功能
开门或者关门都会触发模块上报当前状态到网关
模块离线再入网时会上报当前状态给网关
四、Zigbee人体检测PIR传感器（IAS Zone / Motion sensor）
1，组网
长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置
若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态
3，心跳功能
默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）4，网络状态维护
当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始
当检测到有人经过时会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网
5，模块功能
当检测到有人经过时模块会上报当前状态到网关，检测到有人经过时会维持1分钟，1分钟后如果没检测到有人运动会上报无人状态到网关
模块离线再入网时会上报当前状态给网关
五、Zigbee水浸传感器（IAS Zone / Water sensor）
1，组网
长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块进入出厂状态，此时可对模块进行组网操作。
2，恢复出厂设置
若模块已经加入过网络，长按FAC_RST按键大于6s，直到LED指示灯闪烁，闪烁3次后模块退网操作成功，恢复到出厂状态
3，心跳功能
默认心跳时间设置为两小时，心跳内容上传电池电量（支持网关配置电池电量上报周期）4，网络状态维护
当父节点丢失会重新找网，第一次找网时间1分钟，如果入网失败则5分钟后重试，再次为30、60、120、360、720分钟，以后一直为720分钟一次，直到加入网络后下次断线又从1分钟开始
漏水状态发生改变时会执行一次找网，断电再上电也会执行一次找网
5，模块功能
漏水状态发生改变时模块上报当前状态到网关
模块离线再入网时会上报当前状态给网关。