Zigbee无线通信技术详解.ppt

Zigbee无线通信技术 一、Zigbee技术简介 二、Zigbee技术特性和性能分析 三、Zigbee技术应用范围 四、小结 一、Zigbee技术简介 一、什么是Zigbee？ 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。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。 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； 二、Zigbee技术特性和性能分析 一、ZigBee 频带和数据传输率 二、短程无线网络标准 三、无线网络标准的比较 四、zigbee 技术优势 五、Zigbee 物理信道 六、Zigbee 协议栈 七、ZigBee 网络拓扑结构 八、ZigBee 网络设备类型 九、Zigbee 抗干扰能力 十、ZigBee 可靠链路 二、Zigbee技术特性和性能分析 一、ZigBee 频带和数据传输率 ZigBee 无线可使用的频段有 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； ZigBee 在中国采用 2.4G 的 ISM 频段，是免申请和免使用费的频率，在 2.4G 的频段上 具有 16 个信道，带宽为 250K。 二、Zigbee技术特性和性能分析 二、短程无线网络标准  ZigBee 和 802.15.4 标准都适合于低速率数据传输，最大速率为 250K，与其他无线技术比较，适合传输距离相对较近； ZigBee 无线技术适合组建 WPAN 网络，就是无线个人设备的联网，对于数据采集和控制 信号的传输是非常合适的。 ZigBee 技术的应用定位是低速率、复杂网络、低功耗和低成本应用。 二、Zigbee技术特性和性能分析 三、无线网络标准的比较 ZigBee 无线的传输带宽在 20-250KB/s 范围，适合传感器数据采集和控制数据的传输； ZigBee 无线可以组建大规模网络，网络节点容量达到 65535 个，具有非常强大的组网优 势； ZigBee 技术特有的低功耗设计，可以保证电池工作很长时间。 二、Zigbee技术特性和性能分析 四、zigbee 技术优势　　①低功耗。在低耗电待机模式下,2 节5 号干电池可支持1个节点工作6～24个月,甚至更长。这是Zigbee的突出优势。相比较,蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。　　②低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10) ,降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB代码,子功能节点少至4KB代码,而且Zigbee免协议专利费。每块芯片的价格大约为2 美元。　　③低速率。Zigbee工作在20～250 kbps的较低速率,分别提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps (915 MHz)和20kbps(868 MHz) 的原始数据吞吐率,满足低速率传输数据的应用需求。 ④近距离。传输范围一般介于10～100 m 之间,在增加RF 发射功率后,亦可增加到1～3 km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远。 二、Zigbee技术特性和性能分析 ⑤短时延。Zigbee 的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15 ms ,节点连接进入网络只需30 ms ,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3～10 s、WiFi 需要3 s。 ⑥高容量。Zigbee 可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多