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❖ 容量大：ZigBee网络可由一个节点管理若干子节点，最多一个节点可以管理 254个子节点，同时该节点还可由上一层网络节点管理，可组成65000个节点 的大型网络
❖ 时延短：ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠状态转入工作状态只需15ms， 节点连接进入网络只需要30ms。相对而言，蓝牙需要3~10s，WiFi需要3s。这 样一方面节省了能量消耗，另一方面更适用于对时延敏感的场合，例如一些 应用在工业上的传感器就需要以毫秒的速度获取信息，以及安装在厨房内的 烟雾探测器也需要在尽量短的时间内获取信息并传输给网络控制者，从而阻 止火灾的发生。
ZigBee基础知识概要
Contents
1
ZigBee简介
2
ZigBee发展历史
3
ZigBee介绍
4
ZigBee技术应用案例
5
ZigBee小结Βιβλιοθήκη 22021/3/8
ZigBee简介
2021/3/8
❖ ZigBee这个字源于蜜蜂群发现食物源的时候，通 过跳“之”字形的舞蹈（Zig舞）在同伴中传递信 息，以到达彼此沟通讯息的目的，故以此做新一 代无线通讯技术的命名。
作用：
建立新网络， 保证数据的传 输。对数据进 行加密，保证 数据的完整性
10
作用：
应用支持层根据 服务和需求使多 个器件之间进行 通信。
应用层主要根据 具体应用由用户 开发。
ZigBee含义
2021/3/8
❖ ZigBee三种含义：
这三种含义是三位一体的关系，联盟是协议和技术的主要开发者；协议犹如社会 法律、交通的规则，联盟和技术都要遵守；技术是联盟的和协议的载体和具体表现。 总而言之：三者是一个整体的三个方面。 ❖ 1. ZigBee联盟 ❖ ZigBee联盟2002年成立，现超过300多个成员单位。 ❖ 联盟使命：为可靠，低价、低功率无线联网的监控产品建立开放的全球标准。 ❖ 联盟目标：通过给日常设备注入无线能力和智能，简化使用，极大的提供灵活性和移 动性。 ❖ 联盟工作：（1）制定网络层、安全和应用层标准（网络七层OSI模型要熟记） ❖ （2）提供互操作和兼容性测试规范 ❖ （3）推广ZigBee品牌，提升市场感知度 ❖ （4）技术演进
❖ 2. ZigBee协议 ❖ 协议，标准也！ZigBee协议即ZigBee标准体系。主要指ZigBee的软件部分
❖ 3. ZigBee技术 ❖ ZigBee是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。主要指ZigBee的硬件部
分
11
ZigBee技术优势
2021/3/8
❖ 数据传输速率低：10kb/s~250kb/s，专注于低速率传输应用。
❖ 低功耗：在低功耗待机模式下，2节普通5号电池可使用6~24月。
❖ 低成本：因为ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成 本。每块ZigBee芯片价格大约2美元。
❖ 容量大：网络可容纳65500个设备。
❖ 时延短：典型搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为15ms。
❖ 网络的自组织、自愈能力强，通信可靠。
8
ZigBee与802.15.4标准
2021/3/8
❖ ZigBee是IEEE 802.15.4的扩展。 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，
ZigBee联盟对其网络 层协议和API进行标准 化。
应用层 网络层 数 据 链 路 层 DLL 媒 体 接 入 控 制 层 MAC 物 理 层 PHY
IEEE802.15.4
ZigBee联盟
❖ ZigBee联盟还开发了 安全层。
9
ZigBee协议层作用
2021/3/8
物理层
MAC层
网络/安全层
支持/应用层
作用：
物理层是协议的 最底层，承付着 和外界直接作用 的任务。 主要目的：控制 RF收发器工作
作用：
负责设备间无 线数据链路的 建立、维护和 结束确认模式 的数据传送和 接收。
❖ ZigBee技术是一种结构简单、低成本、低功耗、 低速率和可靠性高的短距离无线通信新技术。
❖ZigBee的网络标准由IEEE 802.15工作组负责制定， 被称作802.15.4(ZigBee)技术标准。
3
ZigBee技术特点
2021/3/8
❖ 低速率：数据传输速率只有20~250kb/s，分别提供250kb/s(2.4GHz)， 40kb/s(915MHz)和20kb/s(868MHz)的原始数据吞吐率,满足低速率的传输数据 的应用需求。
7
ZigBee技术特点
2021/3/8
❖ 近距离：传输范围一般介于10~100m之间，能覆盖普通的 家庭和办公场所，在增加RF发射功率后，可增加到 1~3KM。
❖ 安全高：ZigBee提供了三级安全模式，保证安全性。
❖ 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 题可进行重发。
❖ PC外设：无线键盘、鼠标、游戏操纵杆等。
❖ 工业控制：利用传感器和ZigBee网络使数据的自 动采集、分析和处理变得更加容易。
❖ 医疗设备控制：医疗传感器、病人的紧急呼叫按 钮等。
❖ 交互式玩具。
13
基于ZigBee技术的远程抄表系统
2021/3/8
❖ 低功耗：在低功耗待机模式下，2节普通5号电池可使用6~24月，这也是 ZigBee的支持者一直引以为豪的独特优势。
❖ 低成本：因为ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本；并 且ZigBee协议免收专利费。ZigBee网络节点模块一般在1000元以下，而主要 使用的网络子节点价格可降到100元以下。
❖ 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）保证 安全性。
❖ 工作频段灵活：使用频段2.4GHz,868MHz(欧洲)和915MHz（美国） 均免执照的频段。
12
ZigBee应用场合
2021/3/8
❖ 消费性电子设备：电视、DVD、CD机等电器的远 程遥控（含ZigBee功能的手机就可以支持主要遥 控器功能）。
❖ 时延短：ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠状态转入工作状态只需15ms， 节点连接进入网络只需要30ms。相对而言，蓝牙需要3~10s，WiFi需要3s。这 样一方面节省了能量消耗，另一方面更适用于对时延敏感的场合，例如一些 应用在工业上的传感器就需要以毫秒的速度获取信息，以及安装在厨房内的 烟雾探测器也需要在尽量短的时间内获取信息并传输给网络控制者，从而阻 止火灾的发生。
ZigBee基础知识概要
Contents
1
ZigBee简介
2
ZigBee发展历史
3
ZigBee介绍
4
ZigBee技术应用案例
5
ZigBee小结Βιβλιοθήκη 22021/3/8
ZigBee简介
2021/3/8
❖ ZigBee这个字源于蜜蜂群发现食物源的时候，通 过跳“之”字形的舞蹈（Zig舞）在同伴中传递信 息，以到达彼此沟通讯息的目的，故以此做新一 代无线通讯技术的命名。
作用：
建立新网络， 保证数据的传 输。对数据进 行加密，保证 数据的完整性
10
作用：
应用支持层根据 服务和需求使多 个器件之间进行 通信。
应用层主要根据 具体应用由用户 开发。
ZigBee含义
2021/3/8
❖ ZigBee三种含义：
这三种含义是三位一体的关系，联盟是协议和技术的主要开发者；协议犹如社会 法律、交通的规则，联盟和技术都要遵守；技术是联盟的和协议的载体和具体表现。 总而言之：三者是一个整体的三个方面。 ❖ 1. ZigBee联盟 ❖ ZigBee联盟2002年成立，现超过300多个成员单位。 ❖ 联盟使命：为可靠，低价、低功率无线联网的监控产品建立开放的全球标准。 ❖ 联盟目标：通过给日常设备注入无线能力和智能，简化使用，极大的提供灵活性和移 动性。 ❖ 联盟工作：（1）制定网络层、安全和应用层标准（网络七层OSI模型要熟记） ❖ （2）提供互操作和兼容性测试规范 ❖ （3）推广ZigBee品牌，提升市场感知度 ❖ （4）技术演进
❖ 2. ZigBee协议 ❖ 协议，标准也！ZigBee协议即ZigBee标准体系。主要指ZigBee的软件部分
❖ 3. ZigBee技术 ❖ ZigBee是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。主要指ZigBee的硬件部
分
11
ZigBee技术优势
2021/3/8
❖ 数据传输速率低：10kb/s~250kb/s，专注于低速率传输应用。
❖ 低功耗：在低功耗待机模式下，2节普通5号电池可使用6~24月。
❖ 低成本：因为ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成 本。每块ZigBee芯片价格大约2美元。
❖ 容量大：网络可容纳65500个设备。
❖ 时延短：典型搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为15ms。
❖ 网络的自组织、自愈能力强，通信可靠。
8
ZigBee与802.15.4标准
2021/3/8
❖ ZigBee是IEEE 802.15.4的扩展。 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，
ZigBee联盟对其网络 层协议和API进行标准 化。
应用层 网络层 数 据 链 路 层 DLL 媒 体 接 入 控 制 层 MAC 物 理 层 PHY
IEEE802.15.4
ZigBee联盟
❖ ZigBee联盟还开发了 安全层。
9
ZigBee协议层作用
2021/3/8
物理层
MAC层
网络/安全层
支持/应用层
作用：
物理层是协议的 最底层，承付着 和外界直接作用 的任务。 主要目的：控制 RF收发器工作
作用：
负责设备间无 线数据链路的 建立、维护和 结束确认模式 的数据传送和 接收。
❖ ZigBee技术是一种结构简单、低成本、低功耗、 低速率和可靠性高的短距离无线通信新技术。
❖ZigBee的网络标准由IEEE 802.15工作组负责制定， 被称作802.15.4(ZigBee)技术标准。
3
ZigBee技术特点
2021/3/8
❖ 低速率：数据传输速率只有20~250kb/s，分别提供250kb/s(2.4GHz)， 40kb/s(915MHz)和20kb/s(868MHz)的原始数据吞吐率,满足低速率的传输数据 的应用需求。
7
ZigBee技术特点
2021/3/8
❖ 近距离：传输范围一般介于10~100m之间，能覆盖普通的 家庭和办公场所，在增加RF发射功率后，可增加到 1~3KM。
❖ 安全高：ZigBee提供了三级安全模式，保证安全性。
❖ 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 题可进行重发。
❖ PC外设：无线键盘、鼠标、游戏操纵杆等。
❖ 工业控制：利用传感器和ZigBee网络使数据的自 动采集、分析和处理变得更加容易。
❖ 医疗设备控制：医疗传感器、病人的紧急呼叫按 钮等。
❖ 交互式玩具。
13
基于ZigBee技术的远程抄表系统
2021/3/8
❖ 低功耗：在低功耗待机模式下，2节普通5号电池可使用6~24月，这也是 ZigBee的支持者一直引以为豪的独特优势。
❖ 低成本：因为ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本；并 且ZigBee协议免收专利费。ZigBee网络节点模块一般在1000元以下，而主要 使用的网络子节点价格可降到100元以下。
❖ 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）保证 安全性。
❖ 工作频段灵活：使用频段2.4GHz,868MHz(欧洲)和915MHz（美国） 均免执照的频段。
12
ZigBee应用场合
2021/3/8
❖ 消费性电子设备：电视、DVD、CD机等电器的远 程遥控（含ZigBee功能的手机就可以支持主要遥 控器功能）。