Zigbee技術綜合探究論文

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1、Zigbee技術綜合探究一Zigbee簡介1.1ZigBee定義物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。無線傳感網(wǎng)絡的定義是：大規(guī)模，無線、自組織、多跳、無分區(qū)、無基礎設施支持的網(wǎng)絡。其中的節(jié)點是同構(gòu)的、成本較低、體積較小，大部分節(jié)點不移動，被隨意撒布在工作區(qū)域，求網(wǎng)絡系統(tǒng)有盡可能長的工作時間。在通信方式上，雖然可以采用有線、無線、紅外和光等多種形式，但一般認為短距離的無

2、線低功率通信技術最適合傳感器網(wǎng)絡使用，為明確起見，一般稱無線傳感器網(wǎng)絡（WSN.WirelessSensorNetwork）□Zigbee是IEEE802.15.4協(xié)議的代名詞。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術是一?種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，曲于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息,也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群中的通信網(wǎng)絡。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。主要合用于口動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，ZigBee

3、就是一種便宜的，功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術。無線傳感網(wǎng)絡的無線通信技術可以采用ZigBee技術、藍牙、Wi?Fi和紅外等技術。ZigBee技術是一?種短距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成木的雙向無線通信技術或無線網(wǎng)絡技術，是一組基于IEEE802.15.4無線標準研制開發(fā)的組網(wǎng)、安全和應用軟件方而的通信技術。協(xié)議棧是指網(wǎng)絡中各層協(xié)議的總和，其形彖的反映了一個網(wǎng)絡中文件傳輸?shù)倪^程：由上層協(xié)議到底層協(xié)議，再由底層協(xié)議到上層協(xié)議。使用最廣泛的是英特網(wǎng)協(xié)議棧，由上到下的協(xié)議分別是:應用層（HTTP,TELNET,DNS,EMAIL等,運輸層

4、(TCP,UDP),網(wǎng)絡層(IP),鏈甑(WI-FI,以太網(wǎng)，令牌環(huán)，F(xiàn)DDI等)，物理層。ZigBee的技術特性決定它將是無線傳感器網(wǎng)絡的最好選擇，廣泛用于物聯(lián)網(wǎng),自動控制和監(jiān)視等諸多領域。以美國徳州儀器TI公司CC2430/CC2530芯片為代表的ZigbeeSOC解決方案在國內(nèi)高校企業(yè)掀起了一股Zigbee技術應用的熱潮。CC2430/CC2530集成了51單片機內(nèi)核，相比于眾多的Zigbee芯片,CC2430/CC2530頗受青睞。CC2530提供了lOldB的鏈路質(zhì)量,優(yōu)秀的接收器靈敏度和健壯的抗干擾性，四種供電模式，多種閃存尺寸

5、，以及一套廣泛的外設集一包括2個USART、12位ADC和21個通用GPIO,以及更多。除了通過優(yōu)秀的RF性能、選擇性和業(yè)界標準增強8051MCU內(nèi)核，支持一般的低功耗無線通信，CC253O還可以配備TI的一個標準兼容或?qū)Ｓ械木W(wǎng)絡協(xié)議棧(RemoTI,Z-Stack或SimpliciTI)來簡化開發(fā)，使你更快的獲得市場。CC253O可以用于的應用包括遠程控制、消費型電子、家庭控制、計量和智能能源、樓宇口動化、醫(yī)療以及更多領域。1.1IEEE802.15.4標準概述IEEE802.15.4是一個低速率無線個人局域網(wǎng)(LowRateWirele

6、ssPersonalAreaNetworks,LR-WPAN)標準。該標準定義了物理層(PHY)和介質(zhì)訪問控制層(MAC)。這種低速率無線個人局域網(wǎng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、具有有限的功率和靈活的吞吐量。低速率無線個人局域網(wǎng)的主要目標是實現(xiàn)安裝容易、數(shù)據(jù)傳輸可靠、短距離通信、極低的成木、合理的屯池壽命，并口擁有一個簡單而冃靈活的通信網(wǎng)絡協(xié)議。LR-WPAN網(wǎng)絡具有如下特點：?實現(xiàn)250kb/s,40kb/s,20kb/s三種傳輸速率。?支持星型或者點對點兩種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。?具有16位短地址或者64位擴展地址。?支持沖突避免載波多路偵聽技術(

7、carriersensemultipleaccesswithcollisionavoidance,CSMA-CA)0?用于可靠傳輸?shù)娜珣饏f(xié)議。?低功耗。?能量檢測(EnergyDetection,ED)。?鏈路質(zhì)量指示(LinkQualityIndication,LQI)。?在2450MHz頻帶內(nèi)定義了16個通道；在915MHz頻帶內(nèi)主義了10個通道；在868MHz頻帶內(nèi)定義了1個通道。為了使供應商能夠提供最低可能功耗的設備,IEEE(lnstituteofElectricalandElectronicsEngineers,電氣及電子工程

8、師學會)定義了兩種不同類型的設備：一種是完整功能設備(full?functionaldevice,FFD),另一種是簡化功能設備(reduced,functionaldevice