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1、....ZigBee技術及應用1、ZigBee技術簡介Zigbee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協議。根據這個協議規(guī)定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。ZigBee協定層從下到上分別為實體層（PHY）、媒體存取層（MAC）、網絡層（NWK）、應用層（APL）等。網絡裝置的角色可分為ZigBeeCoordinator、ZigBeeRouter、ZigBe
2、eEndDevice等三種。2、ZigBee的網絡結構ZigBee可以構建一個由多達數萬個無UCLAMP0511T.TCT線節(jié)點組成的無線傳感網絡，每個節(jié)點類似移動網絡的一個基站，在整個網絡范圍內，實現相互間通信。ZigBee支持3種靜態(tài)和動態(tài)的自組織無線網絡拓撲結構：星形、網狀(Mesh)和混合型。星形網用一個功能強大的主器件，即全功能設備FFD(FullFunctionalDevice)作為網絡的中心，負責協調全網的工作。網狀網適合用對網絡要求更復雜的情況。網絡中的每一個FFD同時可作為路由器，根據AdHoc網絡路由協議優(yōu)化最短和最可靠的路徑，從而減小了功
3、耗，節(jié)約了成本，并具有高度動態(tài)的拓撲結構和自組織、自維護功能?；旌暇W中，終端節(jié)點采集的信息首先傳到同一子網內的協詞點，再通過網關節(jié)點上傳到上一層網絡的PAN協調點?；旌暇W都適用于覆蓋范圍較大的網絡。3種拓撲結構如圖1所示。圖1三種拓撲結構圖1(a)、(b)、(c)中，黑色五角星代表網絡協調器，黑色實心圓代表全功能設備，黑色十字星代表簡化功能設備。........3.zigbee網絡設備類型ZigBee網絡中的設備有3種類型：網絡協調器(Coordinator)、全功能設備(FFD)和簡化功能設備(RFD)。???網絡協調器(Coordinator)：包含所有的
4、網絡消息，是網絡中各種設備類型中最復雜的一種，存儲容量最大、計算能力最強。發(fā)送網絡信標、建立一個網絡、管理網絡節(jié)點、存儲網絡節(jié)點信息、尋找一對節(jié)點間的路由消息、不斷地接收信息。???全功能設備(FFD)：可以擔任網絡協調器，形成網絡，讓其他的FFD或是簡化功能設備(RFD)連接，FFD具備控制器的功能，可以和網絡中的任何一種設備進行通信，可提供信息雙向傳輸。全功能設備附帶由標準指定的全部IEEE802.15.4功能和所有特征；具有更多的存儲器、計算能力可使其在空閑時起網絡路由器作用；也能用于終端設備；支持任何一種拓撲結構。???簡化功能設備(RFD)只能傳送信
5、息給FFD或從FFD接收信息。簡化功能設備附帶有限的功能來控制成本和復雜性；在網絡中通常用于終端設備；只支持星形結構；不能成為協調囂。一個ZigBee網絡的形成，必須由FFD率先擔任網絡協調器，由協調器進行掃描搜索以發(fā)現一個未用的最佳信道來建立網絡；再讓其他的FFD或是RFD加入這個網絡，事實上，人們可根據裝置在網絡中的角色和功能，預先對裝置編制好程序。如協調器的功能是通過掃描搜索，以發(fā)現一個未用的信道來組建一個網絡；路由器（一個網絡中的Mesh裝置）的功能是通過掃描搜索，以發(fā)現一個激活的信道并將其連接，~然后允許其他裝置連接；而末端裝置的功能總是試圖連接到一
6、個已存在的網絡。4、ZigBee技術的特點Zigbee技術具有功耗低數據傳輸可靠、網絡容量大、兼容性好、安全性高等特點。(1)........功耗低：工作模式情況下，ZigBee技術傳輸速率低，傳輸數據量很小，因此信號的收發(fā)時間很短，其次在非工作模式時，ZigBee節(jié)點處于休眠模式。設備搜索時延一般為30ms，休眠激活時延為15ms，活動設備信道接入時延為15ms。由于工作時間較短、收發(fā)信息功耗較低且采用了休眠模式，使得ZigBee節(jié)點非常省電，ZigBee節(jié)點的電池工作時間可以長達6個月到2年左右。同時，由于電池時間取決于很多因素，例如：電池種類、容量和應用
7、場合，ZigBee技術在協議上對電池使用也作了優(yōu)化。對于典型應用，堿性電池可以使用數年，對于某些工作時間和總時間（工作時間+休眠時間）之比小于1%的情況，電池的壽命甚至可以超過10年。(2)數據傳輸可靠：ZigBee的媒體接入控制層（MAC層）采用talk-when-ready的碰撞避免機制。在這種完全確認的數據傳輸機制下，當有數據傳送需求時則立刻傳送，發(fā)送的每個數據包都必須等待接收方的確認信息，并進行確認信息回復，若沒有得到確認信息的回復就表示發(fā)生了碰撞，將再傳一次，采用這種方法可以提高系統(tǒng)信息傳輸的可靠性。同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了專用時隙，避免了
8、發(fā)送數據時的競爭和沖突。同時ZigBe
