工业级远距离ZigBee通信方案
Zigbee无线通信技术详解
2
一、Zigbee技术简介
二、ZigBee技术特点 • 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 ；ZigBee 增加了逻辑网络、网络安全和应用层； • ZigBee 的主要应用领域包括无线数据采集、无线工 业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇 自动化、医用设备控制、远程网络控制等场合；
工业控制命令、远程网络控制、家用电器控制 如鼠标键盘数据、操作杆的数据
间断性数据 反复性低反应时间数据
•
19
三、Zigbee技术应用范围
二、适合 ZigBee 技术的应用场合
• • • •
设备成本低、传输数据量小 设备体积小，不便放置较大的充电电池或者电源模块 没有充足的电源支持，只能使用一次性电池 需要较大范围的通信覆盖，网络中的设备非常多，但 仅仅用于监测或控制
20
三、Zigbee技术应用范围
三、Zigbee技术典型应用
• • • •
1、结合 Zigbee 和 GPRS 的无线数据传输 2、医疗监控系统 3、无线点餐系统 4、智能交通控制系统
ZigBee技术
ZigBee技术特点
(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。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应用实例
现已广泛应用于物联网产业链中的M2M行业, 如智能电网、智能交通、智能 家居、金融、移动POS终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消 防、公共安全、环境保护、气象、数字化医疗、遥感勘测、农业、林业、 水务、煤矿、石化等领域。
ZigBee技术特点
(2)成本低: ZigBee模块的初始成本在6美元左右，估计很快就能
降到1.5—2.5美元, 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。
ZigBee技术特点
(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。
分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输 速率, 它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续 增加。
ZigBee技术特点
(1)低功耗: 由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且
采用了休眠模式, 功耗低,因此ZigBee设备非常省电。 据估算, ZigBee设备仅靠两节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。
ZigBee技术的定义
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数传模块类似于移动网络基站。 通讯距离从标准的75m到几百米、几公里, 并且支持无限扩 展。
ZLG致远电子ZBCOM-300IE 数据手册
5.3
空中配置 ................................................................................................................. 10
5.4
固件控制命令（AT 命令控制） ...........................................................................12
司针对 NXP 公司无线 ZigBee 模块开发的
离接口（可通过拨码开关灵活选择）与无线
串口转 ZigBee 网关设备，支持串口透明传
ZigBee 双向透明转换，串口最大波特率为
输（点多点和点对多点），利用它可以轻松
460800bps；
实现串口设备无线化，免去布线烦恼，节省 支持点对点和点对多点无线通讯；
杭州周立功
地址：杭州市天目山路 217 号江南电子大厦 502 室 电话：(0571) 28139611 28139612 28139613
28139615 28139616 28139618 传真：(0571) 28139621
成都周立功
地址：成都市一环路南二段 1 号数码同人港 401 室（磨 子桥立交西北角） 电话：(028)85439836 85437446 传真：(028)85437896
mifare.support@
销售：
电话：(020)22644249 22644399 22644372 22644261 28872524 28872342 28872349 28872569 28872573 38601786
维修：
电话：(020)22644245
面向复杂工业环境的无线通信技术选型
面向复杂工业环境的无线通信技术选型一、复杂工业环境对无线通信技术的要求在现代工业生产中，无线通信技术扮演着至关重要的角色。
它不仅能够提高生产效率，还能增强设备的灵活性和可扩展性。
然而，复杂工业环境对无线通信技术提出了一系列挑战，包括但不限于电磁干扰、信号衰减、设备移动性、数据安全性和实时性要求。
为了满足这些要求，选择合适的无线通信技术至关重要。
1.1 电磁干扰与信号衰减复杂工业环境中充斥着各种电磁干扰源，如电动机、变压器、焊接设备等，这些干扰源会对无线信号产生影响，导致信号衰减和通信质量下降。
因此，无线通信技术需要具备良好的抗干扰能力和信号穿透性。
1.2 设备移动性在工业环境中，设备和人员经常需要移动，这就要求无线通信技术能够支持移动通信，确保设备在移动过程中仍能保持稳定的数据传输。
1.3 数据安全性工业生产过程中产生的数据往往具有很高的商业价值，因此数据的安全性至关重要。
无线通信技术需要提供强大的数据加密和安全认证机制，以防止数据被非法截获或篡改。
1.4 实时性要求许多工业应用，如自动化控制、机器人协作等，对通信的实时性有着严格的要求。
无线通信技术必须能够提供低延迟的数据传输，以确保生产过程的连续性和稳定性。
二、面向复杂工业环境的无线通信技术选型面对复杂工业环境的挑战，选择合适的无线通信技术需要综合考虑多种因素，包括技术成熟度、成本效益、兼容性和可扩展性等。
以下是几种适用于复杂工业环境的无线通信技术：2.1 Wi-Fi技术Wi-Fi是一种广泛使用的无线通信技术，它基于IEEE 802.11标准。
尽管Wi-Fi在消费领域非常流行，但在工业环境中，它面临着电磁干扰和信号衰减的挑战。
为了提高Wi-Fi 在工业环境中的应用效果，可以采用Wi-Fi 5（802.11ac）或Wi-Fi 6（802.11ax）等较新的标准，这些标准提供了更好的抗干扰能力和更高的数据传输速率。
2.2 ZigBee技术ZigBee是基于IEEE 802.15.4标准的低功耗无线通信技术，它适用于需要低数据速率和长电池寿命的应用场景。
工业互联网新形势下工业智能网关技术解决方案
9网络通信技术Network Communication Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 引言中国制造2025规划核心是实现制造智能化，智能制造催生工业互联网络，由于不同国家工业设备制造商各自为政，增加工业设备系统互联通的难度。
工业智能网关完成车间级与系统的互连互通，在智能制造中具有重要地位。
OPC UA 是安全可靠，用于工业通讯的数据交互标准规范，是由制造商、科研院校共同参与制定的规范，使得不同操作系统设备可以按照标准格式进行数据交换[1]。
2018年TI 公司推出Sitara 系列ARM 处理器，完成各厂家工业通信设备互联通。
瑞典HMS 公司Anybus 工业互联SOC 解决方案NP40是理想的选择。
当前以HMS 公司为代表的成熟工业智能网关大多为国外公司，国内仅少数公司有类似产品，本文提供工业智能网关技术解决方案具有重要参考价值。
2 工业互联网概述工业互联网并非简单的互联网+工业，工业领域的互联包括PLC 控制系统、软件信息系统等互联，工业互联网旨在通过对工业数据进行全面采集，计算预处理与建模分析，实现综合管理、提高效率。
根据IIC 对工业互联网的定义，指工业控制系统在线连接，构成多个巨大与人连接的系统，与企业系统及分析方案集成。
工业互联网涵盖网络数据与安全体系。
工业互联网数据采集可以对照工业互联网体系从数据处理、采集网络等方面分析。
第四次工业革命是以智能制造为代表的颠覆性变革，其核心是人工智能、云计算等为代表的制造业数字化。
工业互联网包括诞生于工业4.0的工厂智能化与和工业物联网相关垂直市场，包括医疗保健、智能交通等[1]。
目前全球工业发展理念重塑，竞争优势不断重构。
发展智能制造成为主要经济体抢占科技产业革命制高点的共同选择，信息通信技术优化升级深刻调整制造业全球竞争格局，工业互联网成为各国发展智能制造的战略支点。
ZIGBEE
zigbee编辑Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。
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体中的通信网络。
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。
1概述ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。
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。
ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。
ZigBee网络中设备的可分为协调器(Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节点(EndDevice)等三种角色。
[1]才茂Zigbee 典型组网方式与此同时，中国物联网校企联盟认为：zigbee作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。
2起源ZigBee译为"紫蜂"，它与蓝牙相类似。
是一种新兴的短距离无线通信技术，用于传感控制应用(Sensor and Control)。
由IEEE 802.15工作组中提出，并由其TG4工作组制定规范。
2001年8月，ZigBee Alliance成立。
2004年，ZigBee V1.0诞生。
它是Zigbee规范的第一个版本。
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 PRO推出。
ZigBee协议
ZigBee协议协议名称：ZigBee协议1. 引言ZigBee协议是一种低功耗、低数据传输速率、短距离无线通信协议，旨在为低成本、低功耗的传感器和控制设备提供互联互通的解决方案。
本协议规定了ZigBee网络的架构、通信方式、设备类型和功能等相关内容，以确保各种设备之间的无缝连接和数据交换。
2. 定义2.1 ZigBee设备：指符合ZigBee协议标准的无线通信设备，包括传感器、控制器、路由器等。
2.2 ZigBee网络：由多个ZigBee设备组成的无线网络，通过无线信道进行通信和数据传输。
3. 网络架构3.1 ZigBee设备类型3.1.1 ZigBee协调器（Coordinator）：网络的控制中心，负责网络的组建、管理和控制。
3.1.2 ZigBee路由器（Router）：中继数据包，扩展网络覆盖范围。
3.1.3 ZigBee终端设备（End Device）：提供传感、控制和数据交互功能。
3.2 网络拓扑结构ZigBee网络采用星型、树状或网状拓扑结构。
协调器作为网络的根节点，路由器和终端设备连接在协调器下方，形成多层次的网络结构。
4. 通信方式4.1 网络发现新加入的设备可以通过主动或被动方式进行网络发现，以便加入已有的ZigBee 网络。
4.2 网络建立4.2.1 协调器的启动协调器负责启动和组建ZigBee网络，设定网络参数、分配网络地址等。
4.2.2 设备的加入新设备加入网络时，需要进行网络认证和分配网络地址，以确保网络安全和设备唯一性。
4.3 数据传输4.3.1 信道访问ZigBee网络采用时间分割多址（TDMA）方式进行信道访问，确保设备之间的通信不会发生冲突。
4.3.2 数据帧格式数据帧由帧控制字段、目标地址字段、源地址字段、帧有效载荷字段等组成，确保数据的正确传输和解析。
5. 安全性ZigBee协议提供多种安全机制，保护网络和数据的安全性。
5.1 密钥管理设备之间的通信可以使用对称密钥或公钥加密算法进行加密和解密。
ZigBee技术
放机和其他家电设备进行遥控。 （10）用于计算机外设，如键盘、鼠标、游戏控制器及打印机。 （11）有源RFID应用，如电池供电标签，可用于产品运输、产品跟踪、
交换数据的网络中的设备类型：协调器、路由器和终端设备。
与移动通信的CDMA或 GSM网络不同的是，ZigBee 网络主要是为工业现场自动 化控制数据传输而建立的， 因此它必须具有简单、使用 方便、工作可靠、价格低的 特点。
图4-3 ZigBee模块
ZigBee技术
三、ZigBee采用的自组织网通信方式
物联网
ZigBee技术
一、ZigBee概述
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。
ZigBee联盟是一个高速增长的非盈利业界组织
ZigBee联盟的主要目标是通过加入无线网络功能，为消费者提供 更富弹性、更易用的电子产品。
二、ZigBee无线数据传输网络描述
3）时延 由于ZigBee采用随机接入MAC层，且不支持时分复用的信道接
入方式，因此不能很好地支持一些实时的业务。 4）能耗特性（技术优势 ）
ZigBee技术
5）组网和路由性（即网络层特性）
ZigBee具备大规模的组网能力，每个网络有60 000个节点； 而蓝牙为每个网络8个节点。
六、ZigBee自身的技术优势
举一个简单的例子就可以说明这个问题，当一队伞兵空降后，每人 持有一个ZigBee网络模块终端，降落到地面后，只要他们彼此间在网 络模块的通信范围内，通过彼此自动寻找，很快就可以形成一个互联 互通的ZigBee网络。而且，由于人员的移动，彼此间的联络还会发生 变化。因而，模块还可以通过重新寻找通信对象，确定彼此间的联络 ，对原有网络进行刷新。这就是自组织网。
Zigbee方案及性能描述
9
OD*
TXD
TxD UART – Serial Data Transmission
10
GND
GND
Ground
Note:*I=Input; O=Output; OD=Open-Drain
4
l DC Characteristics
SYMBOL
PARAMETER
VCC
Power Supply
Consumption @ 5.0V and 25°C
VIH
HIGH-level input voltage
VIL
LOW-level input voltage
VOH
HIGH-leve loutput voltage
VOL
LOW-leveloutput voltage
VOH_OD HIGH-level open-drain output voltage
信道Zigbee系统方案
信道 ZIGBEE 方案框图
信道 ZIGBEE 方案描述
l Zigbee 技术的优点是低成本、低功耗、多跳、自组织自适应等。采样终端通常分布 较密集、距离较近， zigbee 技术免执照、免通讯费用可以低成本地满足这样的需 求。结合 GPRS/CDMA 无距离限制的优点，整套方案具有非常显著的优势。系统 非常适合智能家庭、农业生产监测、工业生产监测、无线抄表等领域。
VOL_OD LOW-level open-drain output voltage
TEST CONDITIONS
OTHER
VCC (V)
/
/
/ / Output load 4 mA Output load 4 mA /
VI = VIH or VIL
ZigBee技术简介
ZigBee技术—让无线无所不在ZigBee无线数据通信模块工业级高品质无线通信深圳市金图旭昂通讯科技有限公司 内容概要ZigBee技术简介ZigBee技术—让无线无所不在旭昂电子ZigBee无线通信模块介绍ZigBee技术专业开发商ZigBee技术应用解决方案ZigBee技术应用：无线传感器网络、数据采集、 工业控制、智能楼宇、医疗设备…ZigBee技术简介—什么是ZigBeeZigBee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；ZigBee增加了逻辑网络、网络安全和应用层。
ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、 汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等。
ZigBee技术简介—ZigBee与IEEE 802.15.4 ZigBee是一组基于IEEE802.15.4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 Control Layer；MAC Layer）。
ZigBee技术简介—ZigBee物理信道ZigBee技术简介—ZigBee网络设备类型网络协调器：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。
Zigbee转232--Zigbee转485
工业级远距离ZigBee通信方案，高性能、高稳定性实现无线RS485，支持虚拟串口通信距离可达2公里，大数据传输不丢包支持RS232/RS485/RS422三种串口形式，9503支持以太网ZLAN9500/9503概述ZigBee产品目前分为两大类，一类是串口转ZigBee，型号ZLAN9500，它包含有3种串口形式，即RS232/485/422；另外一类是以太网（TCP/IP）转ZigBee，型号为ZLAN9503，可将ZigBee和互联网进行联通。
9500可以用于各种RS232/485/422串口设备的数据采集，将采集的数据传给ZigBee网络，实现了一种类似无线RS485的结构。
9503的ZigBee一般作为主站，它接收各个9500设备的串口数据，并把串口数据转化为TCP/IP数据包传给网络上的服务器。
9500和9503相组合，既有ZigBee无线传输、组网方便的优势，又最终可以接入TCP/IP网络，借助现有各类wifi、以太网、光纤等网络形式，实现网络化的传输、存储，为组件现代化的物联网采集传输系统提供了很好的解决方案。
ZigBee产品是为工业应用而设计的高性能产品，其传输距离在空旷地可以达到2km。
采用2.4G DSSS扩频技术，抗干扰能力强。
和Wifi相比它的无线连接距离更远、连接速度更快、抗干扰能力强、组网更加方便。
特点远距离ZigBee通信方案，高性能、高稳定性。
通信距离可达2公里。
大数据传输不丢包。
在38400bps情况下双向传输数据不产生丢包、停顿，数据流畅。
ZLAN9503具备多功能的ZigBee转以太网功能，实现ZigBee转TCP/IP，可以配置为TCP服务器、TCP客户端、UDP等模式。
配备 Windows 虚拟串口&设备管理工具 ZLVircom，支持虚拟串口。
ZigBee组网方式灵活：可以实现点对点、点对多点；有中心节点、无中心节点；星型网、网状网、对等网等多种模式。
ZIGBEE技术及协议
ZIGBEE技术及协议ZigBee技术及协议是一种基于无线通信的网络协议，它为低功耗设备之间的通信提供了一种简单、低成本的解决方案。
ZigBee技术及协议在物联网、智能家居、工业自动化等领域得到了广泛应用。
本文将详细介绍ZigBee技术及协议的基本原理、特点及应用。
一、ZigBee技术及协议基本原理ZigBee技术及协议基于IEEE 802.15.4标准，它是一种短距离、低功耗的无线通信技术，操作频率在2.4GHz、868MHz及915MHz三个频段。
ZigBee技术采用了自组织、自动路由、分布式网络的概念，可以实现大规模的无线传感网络，支持千万级的节点数量。
ZigBee协议是一种基于星型或网状拓扑结构的网络协议，它通过对数据包的传输进行优化，实现了低功耗和低延时的通信效果。
ZigBee设备通常由协调器（Coordinator）、路由器（Router）和终端节点（End Device）组成，协调器负责网络的管理和控制，路由器负责数据包的转发，终端节点负责数据的采集和传输。
二、ZigBee技术及协议的特点1.低功耗：ZigBee设备采用了睡眠和唤醒的方式来降低功耗，终端节点可以通过休眠来降低功耗，并且可以根据需要定期唤醒进行通信。
2.低速率：ZigBee技术的传输速率相对较低，通常在250Kbps以下。
这使得ZigBee技术非常适合传输小量数据和低频率的通信。
3.低成本：ZigBee设备采用了低成本的硬件和软件设计，可以降低设备的制造成本，提高设备的可扩展性。
4.安全性：ZigBee协议支持AES 128位加密算法，保护网络通信的安全性，防止数据被非法访问和篡改。
5.自组织性：ZigBee设备可以自动组建网络，无需人工干预，可以方便地扩展网络规模。
三、ZigBee技术及协议的应用1.物联网：ZigBee技术及协议在物联网领域被广泛应用，可以实现智能家居、智能能源管理、智能健康监测等功能。
通过ZigBee技术，各种传感器和控制设备可以实现互联互通，实现信息的采集和传输。
基于CC2530的ZigBee数据采集系统设计
基于CC2530的ZigBee数据采集系统设计一、概述随着物联网技术的快速发展，无线通信技术在数据采集领域的应用日益广泛。
ZigBee作为一种低功耗、低成本、短距离无线通信技术，在智能家居、工业自动化、环境监测等领域具有广泛的应用前景。
基于CC2530的ZigBee数据采集系统，充分利用了ZigBee技术的优势，实现了高效、稳定的数据采集与传输功能。
本系统以CC2530芯片为核心，构建了一个完整的ZigBee无线通信网络。
CC2530芯片是德州仪器（TI）公司推出的一款基于8051内核的无线单片机，具有高性能、低功耗的特点。
通过CC2530芯片，系统可以实现数据的采集、处理、传输以及网络管理等功能。
在数据采集方面，系统通过外接传感器实现对温度、湿度、光照等环境参数的实时监测。
传感器采集到的数据经过CC2530芯片处理后，通过ZigBee网络传输至协调器节点，再由协调器节点将数据上传至上位机或云端服务器进行进一步的分析和处理。
本系统还具备网络管理功能，可以对ZigBee网络进行配置、监控和维护。
通过上位机软件，用户可以实时查看网络状态、节点信息以及采集到的数据，并进行相应的操作和管理。
基于CC2530的ZigBee数据采集系统以其高效、稳定、低功耗的特点，在物联网领域具有广泛的应用价值。
本文将对系统的硬件设计、软件编程以及实现过程进行详细阐述，为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
1. ZigBee技术概述《基于CC2530的ZigBee数据采集系统设计》文章“ ZigBee技术概述”段落内容ZigBee技术是一种专为短距离、低速率无线通信设计的协议，它基于IEEE 4标准，具有低功耗、低成本、高可靠性及高安全性等特点。
该技术最初被称为“HomeRF Lite”和“FireFly”，后统一命名为ZigBee，其命名灵感来源于蜜蜂通过Z字形飞行交流食物源信息的自然现象。
ZigBee技术广泛应用于智能家居、工业自动化、农业智能化等领域，在这些领域中，ZigBee技术以其独特的优势，为数据采集和传输提供了高效的解决方案。
基于CC2530的ZigBee通信网络的应用设计
基于CC2530的ZigBee通信网络的应用设计李俊斌;胡永忠【摘要】ZigBee无线传感网络在的家居、工业、医疗等领域应用的发展暗示着它已经成为一种新的技术趋势。
为了快速构建自己的无线通信网络,从应用方面着手对ZigBee技术的网络拓扑结构进行研究和介绍,在IAR开发环境下,采用TI公司的Z-STACK协议栈,以CC2530芯片为核心构建了一个无线传感网络,硬件设计中重点讨论了匹配电路和倒F天线的设计,并且对应用层软件设计流程进行说明。
最后构建了一个由6个节点组成的星型网络,各终端器利用CC2530自带的A/D转化器采集温度数据并通过网络汇聚到协调器。
实现了ZigBee网络的通信并验证了ZigBee网络自组网、网络自愈的特性。
%The application of ZigBee wireless sensor network in the fields of intelligent home,industry,medical health and others implies that Zigbee is becoming one trend of new technology.In order to build wireless communication network yourself quickly,the ZigBee network topology was researched and introduced in this paper.A kind of wireless network is built using the SOC chip CC2530 and TI＇s Z-STACK protocol under the development environment IAR.The hardware design is introduced focus on match circuit and invert F antena,the application layer of protocol is explained in the design of software designing.At last,a star network is built including six nodes,the signal of temperature is gathered by ADCs in CC2530 and transferred to a coordinator.The experimental result shows the self-organization and self-repair function of ZigBee network are realized.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2011(019)016【总页数】4页(P108-111)【关键词】CC2530;IFA;ZigBee;无线网络【作者】李俊斌;胡永忠【作者单位】电子科技大学电子工程学院,四川成都611731;电子科技大学电子工程学院,四川成都611731【正文语种】中文【中图分类】TN925为了满足人们日益对智能化生活的需求，在微电子技术、计算机技术发展推动下，无线传感网络取得长足发展，其在各方面的应用暗示着它已经成为一种新的技术趋势。
工业物联网中的无线通信技术研究与应用
工业物联网中的无线通信技术研究与应用随着工业化进程的加快，大量的传感器、执行器、数据采集器等设备陆续被安装在各种工业设备上，构成了工业云计算的底层架构。
以此基础为支持，工业物联网利用先进的技术和手段，将信息技术、自动化技术、网络技术等有机地结合起来，有效提升了工业现场的自动化水平和整体效率。
而在实现工业物联网的过程中，无线通信技术发挥着至关重要的作用。
无线通信技术是工业物联网的基石据不完全统计，目前全球有超过50亿台连接到物联网，而这其中绝大多数都依赖于无线通信技术进行连接。
工业物联网也同样如此，其对于无线通信技术的需求也日益增长。
工业现场环境十分复杂，无线干扰随处可见，如何实现高效可靠的通信成为了无线通信技术研发人员的共同问题。
工业物联网中所需要应用的无线通信技术，不仅需要具备高速稳定的数据传输能力，还需要满足工业设备在高温、低温、强电磁干扰等复杂环境下的可靠使用。
主要的工业物联网无线通信技术目前，主流的工业物联网无线通信技术主要包括Zigbee、WIFI、GPRS、NB-IoT、LoRaWAN等5种技术，分别应用于不同的环境场景。
下面，我们来简单了解一下这些技术的特点和应用：1.ZigbeeZigbee是一种短距无线低功耗传输技术，其主要应用于低速率，传输距离在3-300米，支持大规模网络连接。
采用跳频方式来提高通信的可靠性，并具有较低的功耗、较高的数据传输速率，适合用于物联网中的短距传输场景。
2.WIFIWIFI无线局域网技术，传输距离范围在几十米至数百米之间，支持高速的数据传输，其传输速率可达到几百Mbps。
WIFI技术适用于需要高速连通同时还有一定的数据传输量需求的工业场景。
3.GPRSGPRS是一种基于2G网络的无线通信技术，其在传输距离上不如WIFI，但却具有更为稳定的传输速率和较高的网络覆盖率，广泛应用于移动物联网场景。
4.NB-IoTNB-IoT是窄带物联网技术中的一种物联网协议，其具有较长的传输距离，相比其他低功耗无线通信技术而言，传输距离可达到10公里以上，而且信号穿透能力较强，特别适用于通过混凝土和钢结构物的传输。
《ZigBee技术概述》课件
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方案
Zigbee方案简介Zigbee是一种低功耗、短距离无线通信技术，适用于物联网设备之间的通信。
它基于IEEE 802.15.4标准，并提供对应用层的协议栈，包括网络层、应用层和设备描述层。
Zigbee方案具有低功耗、低成本、简单的网络拓扑结构和广阔的应用领域等特点，广泛应用于家庭自动化、智能电网等领域。
Zigbee网络结构Zigbee网络由一个协调器（Coordinator）和多个终端设备（End Device）组成，协调器负责组网和网络管理，终端设备负责数据采集和传输。
Zigbee还支持中继设备（Router），用于扩展网络的覆盖范围。
Zigbee的网络拓扑结构可以是星型、网状型或混合型。
在星型网络中，所有终端设备都直接与协调器相连；在网状网络中，终端设备可以通过中继设备与协调器通信；混合型网络结构则是星型和网状型的组合。
Zigbee协议栈Zigbee协议栈包括物理层、MAC层、网络层、应用层和设备描述层。
•物理层（PHY）：负责无线信号的发送与接收。
Zigbee使用2.4 GHz、915 MHz或868 MHz的无线频谱进行通信，支持多种调制技术，如BPSK、O-QPSK和CSS等。
•MAC层：负责媒体访问控制，实现自适应频率跳频（AFH）和多址访问（CSMA/CA）等机制，确保数据的可靠传输。
•网络层：负责网络拓扑管理、路由选择和数据传输，以及网络发现和设备加入等功能。
Zigbee网络采用星型或网状型的路由算法进行数据的多跳传输。
•应用层：负责定义应用数据的格式和协议。
Zigbee联盟制定了一系列应用层标准，如家庭自动化、智能电网、工业控制等。
•设备描述层：描述设备的功能和属性，包括设备识别信息、输入输出点和数据格式等。
设备描述层允许不同厂商的设备在同一个网络中互操作。
Zigbee的优势Zigbee方案在物联网领域具有以下优势：1.低功耗：Zigbee设备的功耗非常低，通常在微瓦到毫瓦级别，可实现长时间的电池寿命。
ZIGBEE实际应用方案
ZIGBEE协议栈的架构和原理
ZIGBEE协议 栈分为物理 层、数据链 路层、网络 层和应用层
物理层负责 无线信号的 传输和接收
数据链路层 负责数据的 封装和解封 装以及差错 控制和流量 控制
网络层负责 路由选择、 网络管理和 安全机制
应用层负责 具体的应用 功能如智能 家居、智能 照明等
ZIGBEE技术的应用场景和优势
解决方案：制定统一的ZIGBEE标准确保不同 厂商的设备可以互相兼容
问题：设备故障可能导致兼容性问题
问题：设备升级可能导致兼容性问题
解决方案：加强设备维护和故障排查确保设 备正常运行
ZIGBEE技术的发展趋势 和未来展望
ZIGBEE技术与物联网的融合发展
物联网技术：ZIGBEE技术是物联网技术的重要组成部分 发展趋势：ZIGBEE技术在物联网领域的应用越来越广泛 未来展望：ZIGBEE技术与物联网的融合发展将更加紧密
数据安全问题： 数据泄露、数 据篡改、数据
丢失等
解决方案：加 密技术、数据 备份、数据隔
离等
加密技术：对 称加密、非对 称加密、哈希
算法等
数据备份：定 期备份、异地 备份、云备份
等
数据隔离：物 理隔离、逻辑 隔离、网络隔
离等
设备兼容性问题及解决方案
问题：不同厂商的设备可能存在兼容性问题
解决方案：定期更新ZIGBEE标准确保设备升 级后仍能保持兼容性
● 特点： . 低功耗：ZIGBEE设备可以工作在低功耗模式下延长电池寿命。 b. 短距离：ZIGBEE的传输距离一 般在10-100米之间适合于家庭、办公室等小范围无线网络应用。 c. 低成本：ZIGBEE设备的制造成本相对 较低适合于大规模部署。 d. 自组网：ZIGBEE设备可以自动组成无线网络无需人工干预。 e. 安全性： ZIGBEE设备支持多种安全机制如ES加密、密钥管理等保证数据传输的安全性。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工业级远距离ZigBee通信方案
∙工业级远距离ZigBee通信方案，高性能、高稳定性
∙实现无线RS485，支持虚拟串口
∙通信距离可达2公里，大数据传输不丢包
∙支持RS232/RS485/RS422三种串口形式，9503支持以太网概述
ZigBee产品目前分为两大类，一类是串口转ZigBee，型号ZLAN9500，它包含有3种串口形式，即RS232/485/422；另外一类是以太网（TCP/IP）转ZigBee，型号为ZLAN9503，可将ZigBee和互联网进行联通。
9500可以用于各种RS232/485/422串口设备的数据采集，将采集的数据传给ZigBee网络，实现了一种类似无线RS485的结构。
9503的ZigBee 一般作为主站，它接收各个9500设备的串口数据，并把串口数据转化为TCP/IP数据包传给网络上的服务器。
9500和9503相组合，既有ZigBee无线传输、组网方便的优势，又最终可以接入TCP/IP网络，借助现有各类wifi、以太网、光纤等网络形式，实现网络化的传输、存储，为组件现代化的物联网采集传输系统提供了很好的解决方案。
ZigBee产品是为工业应用而设计的高性能产品，其传输距离在空旷地可以达到2km。
采用2.4G DSSS扩频技术，抗干扰能力强。
和Wifi相比它的无线连接距离更远、连接速度更快、抗干扰能力强、组网更加方便。
特点
∙远距离ZigBee通信方案，高性能、高稳定性。
通信距离可达2公里。
∙大数据传输不丢包。
在38400bps情况下双向传输数据不产生丢包、停顿，数据流畅。
∙ZLAN9503具备多功能的ZigBee转以太网功能，实现ZigBee转TCP/IP，可以配置为TCP服务器、TCP客户端、UDP等模式。
配备Windows 虚拟串口&设备管理工具ZLVircom，支持虚拟串口。
∙ZigBee组网方式灵活：可以实现点对点、点对多点；有中心节点、无中心节点；星型网、网状网、对等网等多种模式。
∙网络容量较大: 16信道可选，65535个网络ID可任意设置。
∙6种LED指示灯分别指示数据流方向、TCP/IP网络状态、Zigbee信号和连接状态，直观反应设备状态。
W
W。