浅析ZigBee _原创精品文档.pdfVIP

摘要：ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，是一种基于IEEE802.15.4的无线通信协议，是无

线传感器网络实现的一种工具。本文将就ZigBee技术的简介和应用，以及ZigBee技术的发展方向这几个方面对

于ZigBee技术进行探讨。

关键词：ZigBee技术；家庭无线网络；全功能设备；精简功能设备

1.前言

蜜蜂在发现花丛后会通过一种特殊的肢体语言来告知同伴新发现的食物源位置等信息，这种肢体语言就是

ZigZag行舞蹈，是蜜蜂之间一种简单传达信息的方式。借此意义ZigBee作为新一代无线通讯技术的命名。在此

之前ZigBee也被称为“HomeRFLite”、“RF-EasyLink”或“fireFly”无线电技术，目前统称为ZigBee。ZigBee技术

最初是由13家通信及传感器领域的知名厂商于2004年底共同发起制定的。同时成立了ZigBee联盟以避免标准

混乱带来的内部争斗。

简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee,在中国被译为紫蜂,它与

蓝牙相类似.是一种新兴的短距离无线技术。

2.ZigBee技术

2.1ZigBee技术综合简介

a.ZigBee的IEEE相关

ZigBee采取了IEEE802.15.4强有力的无线物理层所规定的全部优点，因而要想弄清楚ZigBee，就要了解

IEEE802.15.4，它就是ZigBee物理层和MAC层的模板

IEEE802.15.4网络是指使用相同无线信道并通过IEEE802.15.4标准相互通信的一组设备的集合。在这个网络

中，根据设备所具有的通信的能力，可以分为全功能设备，和精简功能设备。全功能设备之间以及全功能设备与

精简功能设备之间都可以通信，与精简功能设备相关的全功能设备通常称之为协调器。IEEE802.15.4定义了两种

拓扑结构，分别为星状拓扑（理论上一个协调器和多达255个子设备）和点对点模式。此协议定义了27个信道，

868MHz频段一个信道，915MHz频段10个信道，2450MHz频段16个信道。其调制过程如图：

物理帧的第一个字段是四个字节的前导码，收发器在接收前导码期间，会根据前导码序列的特征完成片同步

和符号同步。帧起始分隔符（SFD）字段长度为一个字节，其值固定为0xA7，标识一个物理帧的开始。收发器接

收完前导码后只能做到数据的位同步，通过有哪些信誉好的足球投注网站SFD字段的值0xA7才能同步到字节上。帧长度由一个字节的低

7位表示，其值就是物理帧的长度。而且物理帧的负载长度是可变的，称之为物理服务数据单元（PSDU），一般

用来承载MAC帧。

而对于ZigBee技术来说，其相对于IEEE802.15.4增加了逻辑网络、网络安全和应用软件，从而更加适合于产

品技术的一致化，利于产品的互连互通。

b.通信传输模块及工作原理：

ZigBee通信传输模块由ZigBee传输模块及其外围设备组成,ZigBee模块由Freescale公司产生的MC13192和

MC9S08两个芯片所组成,其中MC13192为射频和基带控制芯片,MC9S08为微控制芯片。而ZigBee的外围设备由

液晶显示器、键盘和MT8880组成,其中液晶显示器负责显示各种所需要的界面,键盘用来控制汇节点的操

作,ZigBee汇节点通信范围内的所有传感器节点进行通信联络,当传感器节点有信息时,则MC13192接收传感器节

点的报警信息,MC13192和MC9S08之间通过串行外围设备接口SPI(SerialPeripheralInterface)进行连接,然后通过

MC9S08所连接的外围设备MT8880将DTMF信号传送至CPU进行信息的处理。

2.2ZigBee的网络构建

首先我们通过图2了解一下ZigBee的网络结构图：

图表2ZigBee无线网状网络结构

在ZigBee网络有两种网络设备类型，即全功能设备（FFD）和精简功能设（RFD）。全功能设备业就是网

络中的路由或中继，其可以担任网络协调者，形成网络，让其它的全功能设备或是精简功能设备装置连结，同时

全功能设备具备控制器的功能，可提供信息双向传输。而精简功能设备也就是网络中的终端结点，只能传输信息

给全功能设备，或是从全功能设备接受信息。其只具有有限的功能来控制成本和复杂性，在网络中也常常被用来

作为终端