[信息与通信]Zigbee无线传感器网络技术.ppt

无线传感器网络技术 ZigBee 主要内容 一、ZigBee简介 二、 ZigBee发展历史 三、 ZigBee技术介绍 四、 ZigBee应用案例 五、 ZigBee小结 四、 ZigBee应用案例 4.3 基于ZigBee技术的无线点餐系统 四、 ZigBee应用案例 4.4 基于ZigBee技术的病房呼叫系统 四、 ZigBee应用案例 4.5.1 基于ZigBee技术的智能交通控制系统 * 一、 ZigBee简介 　 ZigBee这个字源自于蜜蜂群藉由跳ZigZag形状的舞蹈，来通知其他蜜蜂有关花粉位置等资讯，以达到彼此沟通讯息之目的，故以此作为新一代无线通讯技术之命名。 ZigBee先前亦被称为‘HomeRF Lite’、‘RF-EasyLink’或‘FireFly’无线电技术，目前统一称为ZigBee 一、 ZigBee简介 Zigbee技术是一种结构简单、低功耗、低数据速率、低成本和可靠性高的双向微功率网格式无线传感器网络技术（Wireless Sensor Networks，WSN） ZigBee的网络标准由IEEE 802.15工作组负责制订，被称作IEEE 802.15.4（ZigBee）技术标准。 二、ZigBee发展历史 1、1999年，蓝牙技术走向应用，但因芯片价格高，厂商支持力度不够，传输距离限制以及抗干扰能力差等问题而发展缓慢。低功耗、低成本的无线网络需求使ZigBee应运而生 2、2000年的12月，IEEE（美国电子和电气工程师协会）成立了IEEE 802.15.4工作组，致力于开发一种可应用在固定、便携或移动设备上的，低成本、低功耗的低速率无线连接技术 3、2001年8月，美国HONEYWELL等公司发起成立了ZigBee联盟，他们提出的ZigBee技术被确认为IEEE 802.15.4标准 二、ZigBee发展历史 4、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四大巨头加盟ZigBee联盟， 5、2003年5月，IEEE 802.15.4标准获得通过 6、2004年8月约有90家联盟成员 2004年12月推出ZigBee技术规范1.0版本 7、2006年中国的华为公司也加入了该联盟，现联盟内有180多个成员企业，包括软件供应商、系统集成商和终端产品商 三、ZigBee技术介绍 3.1、ZigBee技术的主要特点 1 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，满足低速率传输数据的应用需求 2 低功耗 在低耗待机模式下，两节普通5号电池可使用6~24个月，这也是ZigBee的支持者所一直引以为豪的独特优势 3 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。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的价格可降到100元以下 三、ZigBee技术介绍 3.1、ZigBee技术的主要特点 4 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65536个节点的大型网络 5 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，进一步节约了能源。相对而言，Bluetooth需要3~10s，Wi—Fi需要3s 6 安全高 提供了三级安全模式，包括无安全设定，使用接入控制清单（ACL）防止非法获取数据以及采用高级加密标准（ASE-128）的对称密码，以灵活确定其安全性 三、ZigBee技术介绍 3.2、ZigBee与802.15.4标准 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进行了标准化 三、ZigBee技术介绍 3.3.1、 ZigBee网络拓扑结构 星型结构 网状结构 簇型结构 全功能设备（FFD） 网络协调器 精简功能设备（RFD） 三、ZigBee技术介绍 3.3.2、 ZigBee网络拓扑结构 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。 全功能设备（FFD）：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