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Olive Zhang 2010.6.8 ZigBee技术与应用简介 ZigBee技术与应用介绍 1. 什么是ZigBee技术 2. ZigBee技术特点 3. ZigBee与Wi-Fi、蓝牙的区别 4. ZigBee设备类型 5. ZigBee网络拓扑 6. ZigBee协议架构 7. ZigBee应用领域 什么是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。早期也被称为 “HomeRF Lite”、“RF- EasyLink”或“fireFly”无线电技术，目前统称为ZigBee技术。 ZigBee可工作在2.14GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行) 和915 MHz(美国流行)3个频段上,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 ZigBee具体如下技术特点： 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。 ZigBee技术特点 2. 低成本 由于ZigBee模块的复杂度不高，ZigBee协议免专利费，再 加之使用的频段无需付费，所以它的成本较低。 3. 时延短 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的有哪些信誉好的足球投注网站设 备时延30ms,休眠激活的时延是15ms, 活动设备信道接入的 ZigBee技术特点 时延为15ms。 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。网状结构的ZigBee网络中可有 65000多个节点。 ZigBee技术特点 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进行重发。 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。 ZigBee与Wi-Fi、蓝牙的区别 ZigBee设备类型 1. ZigBee协调器（Coordinator） 2. ZigBee路由器（Router） 3. ZigBee终端设备（End-device） 一个Zigbee网络由一个协调器节点、多个路由器和多个终 端设备节点组成。 ZigBee设备类型 ZigBee协调器（Coordinator） 它包含所有的网络信息，是3种设备中最复杂的，存储容量 大、计算能力最强。它主要用于发送网络信标、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 间的路由信息并且不断的接收信息。一旦网络建立完成,这 个协调器的作用就像路由器节点。 ZigBee设备类型 ZigBee路由器（Router） 它的执行功能包括允许其它设备加入这个网络，跳跃路 由，辅助子树下电池供电终端的通信。 通常,路由器全时间处在活动状态,因此为主供电。但是在树 状拓扑中,允许路由器操作周期运行,因此这个情况下允许路 由器电池供电.。 ZigBee设备类型 ZigBee终端设备（End-device） 一个终端设备对于维护这个网络设备没有具体的责任,所以 它可以睡眠和唤配看它自己选择。因此它能作为电池供电 节点。 ZigBee网络拓扑 ZigBee支持三种自组织无线网络类型，即星型结构、网状 结构(Mesh)和簇状结构 (Cluster?tree)，特别是网状结构， 具有很强的网络健壮性和系统可靠性。 ZigBee网络拓扑 ZigBee网络拓扑 与协调器、路由器通话，不能与终端设备通话 不可以 星型 简化功能设备 与任何ZigBee设备通话 可以 星型、树状、网状 全功能设备 通话对象 是否成为协调器 拓扑类型 设备类型 ZigBee协议架构 ZigBee协议由应用层、网络层、数据链路层和物理层组 成。 网络层以上协议由ZigBee联盟制定，IEEE802.15.4负责物 理层和链路层标准。 ZigBee网络拓扑 ZigBee协议架构 物理层功能： 1. 激活和休眠射频收发器； 2. 信道能量检测（energy detect）； 3. 检测接收数据包的链路质量指示（link quality indication , LQI）； 4. 空闲信道评估（clear channel asses