無線低速網(wǎng)絡(luò)IEEE 802.15.4Zigbee技術(shù).ppt

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1、無線低速網(wǎng)絡(luò)IEEE802.15.4/Zigbee技術(shù)無線通信的發(fā)展趨勢大多數(shù)無線通信技術(shù)致力于提供更高的傳輸速率、更大的吞吐量。但很多應(yīng)用場合只需要簡單的無線連接,它們對吞吐量要求不高,通信距離也不遠(yuǎn),但對功耗和成本非常敏感,例如:工業(yè)應(yīng)用農(nóng)業(yè)應(yīng)用車載通信家居應(yīng)用醫(yī)療設(shè)備ZigBee聯(lián)盟Zigbee聯(lián)盟是一個由多家企業(yè)建立的聯(lián)合組織,其目標(biāo)是以全球開放標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),定義一個適用于監(jiān)視和控制應(yīng)用的低成本、低功耗、可靠的無線解決方案。Zigbee聯(lián)盟的業(yè)務(wù)包括提供互操作性標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)行認(rèn)證與測試、授權(quán)使用Zig

2、bee商標(biāo)等。IEEE802.15工作組UWBZigbee無線個域網(wǎng)各項技術(shù)對比各種無線標(biāo)準(zhǔn)的市場定位SHORTLONGLOWHIGHPANLANTEXTGRAPHICSINTERNETHI-FIAUDIOSTREAMINGVIDEODIGITALVIDEOMULTI-CHANNELVIDEOBluetooth1Bluetooth2ZigBee802.11b802.11a/HL2&802.11gZigBee/IEEE802.15.4的市場定位低功耗低成本較低的吞吐量支持

3、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)(<=65000個節(jié)點(diǎn))對服務(wù)質(zhì)量(QoS)不太敏感靈活的通信協(xié)議,能夠適用于多種場合ZigBee技術(shù)應(yīng)用場景PERSONALHEALTHCAREZigBeeLOWDATA-RATERADIODEVICESHOMEAUTOMATIONCONSUMERELECTRONICSTVVCRDVD/CDRemotecontrolsecurityHVAClightingclosuresPC&PERIPHERALSconsoles portableseducationalTOYS&GAMESINDUSTRI

4、AL&COMMERCIALmonitorssensorsautomationcontrolmousekeyboardjoystickmonitorsdiagnosticssensors各種無線標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)定位101001,00010,000101001,00010,000100,000BandwidthkbpsGSM802.11a/gGPRSEDGE20002003-42005Bluetooth3GHiperLAN/2Bluetooth2.0RangeMeters802.11bZigBeeWiMediaB

5、luetooth1.5ZigBee/802.15.4協(xié)議結(jié)構(gòu)物理層MAC層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層IEEE802.15.4定義ZigBee聯(lián)盟定義ZigBee協(xié)議棧ZigBee與IEEE802.15.4之間的關(guān)系ZigBee使用IEEE802.15.4所定義的物理層和MAC層技術(shù)。ZigBee在IEEE802.15.4的基礎(chǔ)上添加網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、安全等技術(shù)。Zigbee聯(lián)盟在應(yīng)用層定義了多個剖面(Profile),不同的Profile面向不同的應(yīng)用進(jìn)行定制。典型的Profile有:智能家居健康監(jiān)護(hù)遠(yuǎn)程控制……Zig

6、Bee聯(lián)盟與IEEE密切合作,一起提供完整的WPAN市場解決方案。ZigBee/802.15.4技術(shù)概況支持的數(shù)據(jù)傳輸速率:250kbps,20kbps和40kpbs星型或點(diǎn)對點(diǎn)傳輸支持低時延設(shè)備支持競爭式信道接入機(jī)制對入網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行動態(tài)地址分配支持確認(rèn)幀機(jī)制,保障傳輸?shù)目煽康凸目晒ぷ髟?.4GHzISM波段的16個頻點(diǎn),915MHzISM波段10個頻點(diǎn),歐洲868MHz頻段的1個頻點(diǎn)極低的占空比(<0.1%)IEEE802.15.4基礎(chǔ)802.15.4是為輕量級無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的一個簡單的數(shù)據(jù)包傳輸協(xié)議。

7、信道接入方法采用CSMA-CA機(jī)制(CarrierSenseMultipleAccesswithcollisionavoidance)和可選的時隙(timeslotting)機(jī)制。消息確認(rèn)機(jī)制和可選的信標(biāo)幀結(jié)構(gòu)。多層次安全機(jī)制能夠在電池供電的情況下長時間運(yùn)行。IEEE802.15.4設(shè)備類型802.15.4中將設(shè)備分為兩類:全功能設(shè)備:fullfunctiondevice(FFD)簡化功能設(shè)備:reducedfunctiondevice(RFD)FFD能夠在網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)三種角色普通設(shè)備協(xié)調(diào)器(或路由器)P

8、AN協(xié)調(diào)器RFD在網(wǎng)絡(luò)中只能承擔(dān)一種角色:普通設(shè)備FFDvsRFD全功能設(shè)備(FFD)可以用來構(gòu)建任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)能夠擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器既能與RFD通信,也能與其它FFD通信簡化功能設(shè)備(RFD)只能用來構(gòu)建星型網(wǎng)絡(luò)無法擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器只能與FFD進(jìn)行通信實現(xiàn)起來非常簡單,適合于能量和資源受限的設(shè)備星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)全功能設(shè)備(FFD)簡化功能設(shè)備(RFD)數(shù)據(jù)流主/從關(guān)系網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)流全功能設(shè)備(FFD)點(diǎn)到點(diǎn)(Mesh型)樹型混合

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