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浅谈ZigBee技术在军事中的应用(图文)

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论文导读：短距离无线通信技术已成为目前无线通信技术的一个重要分支，这是因为在现实生活和生产中，存在很多这样的需求与应用情况。ZigBee技术作为一种新兴的技术，有着能量消耗低、数据速率低和通信范围小的特点，正在世界范围内得到应用和推广。2003年，美国《技术评论》杂志论述“十种新兴技术将改变世界”时，无线传感器网络被列为第一项新兴技术。美国《今日防务》杂志更认为无线传感器网络的应用和发展，将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争的变革。

关键词：ZigBee，无线传感器网络，军事，应用

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一、ZigBee技术的起源

短距离无线通信技术已成为目前无线通信技术的一个重要分支，这是因为在现实生活和生产中，存在很多这样的需求与应用情况。如采用传统的无线技术，虽然能满足上述要求，但存在着设备的成本高、体积大和能量消耗较大等问题，针对这样的应用场合，人们希望使用具有成本低、体积小、能量消耗小和传输速率低的短距离无线通信技术。ZigBee技术作为一种新兴的技术，有着能量消耗低、数据速率低和通信范围小的特点，正在世界范围内得到应用和推广。ZigBee名字来源于人们对蜜蜂采蜜过程的观察，蜜蜂之间是通过跳zigzag形状的舞蹈来相互交流信息，以便共享食物源的方向、距离和位置等信息。而蜜蜂自身体积小，所需能量小，又能传送所采集的花粉，因此用ZigBee代表具有此类特点的无线通信技术。

二、ZigBee技术的特点和协议构架

ZigBee无线通信技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术。它具有低功耗，低成本，低速率的特点。论文发表。可以下作在2.4MHz国际免费频段ISM(IndustrialScienceMedicalband)。它的底层借助于IEEE802.15.4通信协议。论文发表。ZigBee技术的特点同时也决定了ZigBee技术适合于承载数据流量较小和QoS的要求不高的业务。论文发表。国内一些新兴的ZigBee技术方面的公司像深圳旭昂和成都西谷正在将ZigBee无线通信技术应用于我们的生活和生产的各个方面。

三、ZigBee技术的网络拓扑结构

利用ZigBee技术组成的无线个人区域网(WPAN)是一种低速率的无线个人区域网(LR-WPAN)。在一个LP-WPAN网络中，由节点功能上的不同可同时存在两种不同类型功能的设备：一种是全功能设备(FullFunctionDevice)，另一种是精简功能设备(ReduceFunctionDevice)。在网络中，FFD通常有三种工作状态：作为个人区域网络的主协调器；作为一个协调器：作为一个终端设备。一个FFD可以同时和多个RFD或多个其他的FFD通信，对十一个RFD来讲，它只能和一个FFD进行通信。

在ZigBee网络拓扑结构中，最基本的组成单元是设备，这个设备可以是一个FFD也可以是一个RFD；在同一个物理信道的POS(个人工作范围)通信范围内，两个或以上的设备就可构成一个WPAN。但是，在这一个网络中至少要有一个FFD作为PAN的主协调器。

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ZigBee支持星型(Star)、簇状(Cluster-Tree)、网状(Mesh)等三种通信设备的网络拓扑，如图1所示。其中，Star(星型)网络是一种常用且适用于长期运行使用操作的网络;Mesh网络是一种高可靠性检测网络，可提供多个数据通信通道，是一个高级别的冗余性网络，ClusterTree网络是Star/Mesh的混合型拓扑结构，结合了上述两种拓扑结构的优点。从一个网络的组建来看，每个网络可以有255个节点，而不同的网络之间可以互连，从而进行扩充。对于一个对等拓扑网络结构来讲，全功能设备可以担当协调器节点，或是中间节点，而精简功能设备只可以担当叶子节点。

图1.Zigbee的网络结构

四、ZigBee技术军事方面的应用

2003年，美国《技术评论》杂志论述“十种新兴技术将改变世界”时，无线传感器网络被列为第一项新兴技术。同年，美国《商业周刊》未来技术专版，论述四大新技术时，无线传感器网络也列入其中。美国《今日防务》杂志更认为无线传感器网络的应用和发展，将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争的变革。

ZigBee是无线传感器网络定义的延伸，它使得无线传感器网络的定义更加技术化、具体化和细节化。目前ZigBee在无线传感器网络方面的应用技术研究越来越受到重视。所谓的无线传感器网络，是由很多节点组成的面向任务的无线网络，综合了传感器技术，嵌入式技术，现代无线网络，分布式处理技术等等多个领域的跨学科技术，通过各类微型传感器对目标信息进行实时检测，由嵌入式计算对信息进行处理，然后通过无线通信网络将信息传送到远程的用户。无线传感器网络的研究最早起源于军事领域