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利用紫蜂（ZigBee）技术实现通信装备

的无线组网

摘要

紫蜂技术是一种新兴的专为低速率无线个域网（LR-WPAN）而设计的低成本、低功耗的

短距离无线通信协议，可由多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整

个网络范围内，它们之间可以进行相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到

扩展后的几百米，甚至几公里，但由于紫蜂技术出现较晚，其规范及应用仍在不断的完善和

发展之中。

本文分析了紫蜂技术协议的网状网络组网方案，提出了紫蜂技术在军事通信领域中的应

用，研究如何采用紫蜂技术实现野战通信装备组网，并构建了野战通信装备组网的系统结构、

技术方案、硬件设计方案，针对目前的应用方式优化了组网方案和ZBR路由算法，简化入网

的流程，减小协调器对节点加入的处理时间，减少组网应用中入网延迟，避免在网络中相互

冲突，为野战通信装备实现无线组网、遥控提供了确实可行的方案。

关键词：紫蜂技术、野战通信、组网方案

1、系统设计的背景

随着军队通信技术的发展，野战通信装备层出不穷，野战通信车辆上的装备数量越来越

多，功能越来越复杂，一台通信车上通常装配有短波、超短波电台、转接控制器、声码话、

电脑、传真、打印机等，还有的车更是配备了北斗卫星系统及接入网控制器等等。这些设备

之间的连接线多、连接也非常复杂，而且都是埋藏在车壁内，安装拆御都非常的不方便。如

果设备连接线出现问题，带来的就是查线复杂、维修不便，严重的影响了通信的连续性。因

此，如何能够利用先进的信息技术，为军事通信带来技术的革新，以更加科学、合理、方便

的方式保障我军野战通信的畅通和连续性就成为非常必要和迫切的课题。

基于上述理念，我就依托于必威体育精装版的短程无线技术ZigBee（紫蜂）技术，提出了建立野战

通信车辆内通信装备的无线组网系统，系统可实现车内通信装备的无线组网、与有线相结合

的方式为通信装备的互连互通提供一套确实可靠的方案。

2、系统的设计

2.1紫蜂技术简介

Zigbee技术是一种近距离、低成本、低功耗、低数据速率的无线通信技术，Zigbee的目

标是建立一个无所不在的传感器网络(UbiquitousSensorNetwork)，主要适用于自动控制和远

程控制领域，可以嵌入到各种设备中，同时支持地理定位功能。

2.1.1ZigBee技术优势

1．数据传输可靠：ZigBee的MAC层采用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；同时，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到接收方的确认信息。同时ZigBee采用较

短的帧格式(128字节)和CRC校验机制来减少无线通信的误码率。

2．功耗低：Zigbee技术采用了多种节电的工作模式，可以确保两节电池支持长达6个月

到两年的试用时间。而蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。

3．成本低：ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本。且免收专利费，

目前低速低功耗的UWB芯片组价格至少为20美元，而Zigbee的价格仅为几美分。

4．网络容量大：每个ZigBee网络最多可支持255个节点，加上网络的协调器可以互相连

接，整个Zigbee网络节点的数目将十分可观。一个区域内可以同时存在最多100个Zigbee网络，

理论上可容纳65535个节点。

5．安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES．128加密算法。

6．兼容性：ZigBee技术与现有的控制网络标准无缝集成。通过网络协调器自动建立网络，

采用载波侦听／冲突检测(CSMA．CA)方式进行信道接入。为了可靠传递，还提供全握手协议。

2.1.2zigbee网络拓扑结构

Zigbee网络只支持2种物理设备；全功能设备(FFD．FullFunctionDevice)和精简功能设备

(RFD，ReducedFunctionDevice)，其中FFD设备可提供全部的MAC服务，可充当任何Zigbee节

点，不仅可以发送和接收数据，还具各路由功能，因此可以接收子节点；而RFD设备只提供

部分的MAC服务，只能充当终端节点，不能充当协调器和路由节点，它只负责将采集的数据

信息发送给协调器和路

由节点，并不具备路由功能，因此不能接收子节点，并且RFD之间的通信必须通过FFD才

能完成。另外，RFD仅需要