d13-ZigBee概述

1、ZigBee介绍介绍nZigBee一词源于蜜蜂，蜜蜂透过ZigZag字形舞蹈与同伴通信传递花与蜜的位置、方向、距离等讯息，因而藉此做为这短距无线通讯的命名n nZigBee是一种短距离无线通讯标准，具有低低成本、低耗电、双向传输、高可靠度及感应成本、低耗电、双向传输、高可靠度及感应网络功能网络功能等特性，容易整合个人无线数位环境并应用于多样的产品，其监控角色高于通讯功能，朝着开放的方向发展制订标准规范nZigBee技术主要是由技术主要是由IEEE 802.15.4小组与小组与ZigBee 联盟联盟两个组织，分别制订硬件与软件两个组织，分别制订硬件与软件标准标准1 ZigBee Alliance

2、成员成员n资料来源：Zigbee AllianceZigBee技术特点技术特点（1/2）n功耗低：p发射功率仅1mW，还可采用休眠模式；两节5号电池可工作12年。n成本低：p由于传输速率低，网络协议简单，成本较低，而且ZigBee协议免专利费。n时延短：p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。n网络容量大：p一个ZigBee网络可以容纳最多254个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在200多个ZigBee网络。网络可容纳65,000个设备。ZigBee技术特点技术特点（2/2）n传输可靠：p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

3、隙。n安全：p采用AES-128加密算法，各个应用可灵活确定其安全属性。n通信可靠pZigBee技术在物理层采用抗干扰非常强的DSSS直序扩频技术进行传输，在MAC协议层采用了CSMA-CA的碰撞避免机制，避免了发送数据时的竞争和冲突；采用完全确认的数据传输机制，保证信息传输的可靠性n网络的自组织、自愈能力强p自组织功能：无需人工干预，网络节点能感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络； p自愈功能：增加、删除或移动节点，节点发生故障等等，网络都能够自我修复无需人工干预，保证整个系统仍然能正常工作。ZigBee技术简介技术简介ZigBee与与IEEE802.15.4nZigBee是

4、一组基于是一组基于IEEE 802.15.4无无线标准研制开发的、有关组网、安线标准研制开发的、有关组网、安全和应用软件方面的技术，全和应用软件方面的技术， IEEE 802.15.4仅由国际电子电气工程协会仅由国际电子电气工程协会（IEEE）所制订，定义了物理层）所制订，定义了物理层（PHY Layer）及媒体存取层）及媒体存取层（Media Access Control Layer；MAC Layer）。）。nZigBee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 Lay

5、er）、以及各种应用产品的框架（Profile）；PHY868MHz / 915MHz / 2.4GHzMACApplicationNetworkStar / Mesh / Cluster-TreeSecurity32- / 64- / 128-bit encryptionAPIZigBeeAllianceIEEE 802.15.4CustomerZigBee技术简介技术简介ZigBee物理信道物理信道 频带频带 使用范围使用范围 数据传输率数据传输率 信道数信道数2.4 GHz ISM2.4 GHz ISM 全世界全世界 250 kbps 16250 kbps 16915915 MHz MH

6、z ISM 北美北美 4 40 kbps 10 kbps 10 0868868 MHz MHz 欧洲欧洲 2 20 kbps 0 kbps 1 1频带和数据传输率频带和数据传输率ZigBee通信可靠性保证通信可靠性保证n物理层物理层RF 通信链接通信链接直序扩频采用高处理增益明晰的信道检测对干扰能量进行检测采用跳频技术Frequency agility协议n通信可靠机制通信可靠机制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；明晰的信道检测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

7、。n网络的自组织、自愈能力强网络的自组织、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。ZigBee网络设备类型网络设备类型n网络协调器网络协调器：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。n全功能设备全功能设备(F

8、FD)：可以担任网络协调者，形成网络，让其它的FFD或是精简功能装置（RFD）连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输。 附带由标准指定的全部802.15.4 功能和所有特征 更多的存储器、计算能力可使其在空闲时起网络路由器作用。 也能用作终端设备n精简功能设备精简功能设备(RFD)：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相对简单的实现自然节省了费用。RFD由于省掉了内存和其他电路，降低了ZigBee部件的成本，而简单的8位处理器和小协议栈也有助于降低成本。ZigBee网络拓扑结网络拓扑结ZigBee无

9、线网络标准的比较无线网络标准的比较ZigBee ApplicationsTELECOM SERVICESm-commerce移动商业info services信息服务object interaction交互 (Internet of Things)ZigBeeWireless Control that Simply WorksHOME CONTROLCONSUMER ELECTRONICSTVVCRDVD/CDremoteSecurity安防HVAC空调lighting control照明access control访问Irrigation灌溉PC & PERIPHERALSINDUSTRIALCONTROLasset mgt资产process control过程Environmental环境energy mgt能源PERSONAL HEALTH CAREBUILDING AUTOMATIONSecurity安防HVAC空调AMRlighting control照明access control访问mousekeyboardjoystickpatient monitoring病员监护fitness monitoring健身监护ZigBee 应用应用-意大利电信意大利电信- Z-SIMp电话的SIM card中置入ZigBee芯片，用来提供额外的服务，例如：居家感