Zigbee设计.ppt

Zigbee
内容提要
ZigBee技术和特征
ZigBee的适用条件和应用前景
ZigBee无线通信协议的技术支持
ZigBee的市场预测和产品开发
什么是ZigBee ?
ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。
主要用于近距离无线连接。它依据IEEE ,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。、简单、成本又低的规格。(PHY)采用直接序列展频(DSSS, Direct Sequence Spread Spectrum )技术,以化整为零方式,将一个讯号分为多个讯号,再经由编码方式传送讯号避免干扰。在媒体存取控制(MAC)层方面,,以提高系统兼容性,所谓的CSMA/CA是在传输之前,会先检查信道是否有数据传输,若信道无数据传输,则开始进行数据传输动作,若有产生碰撞,则稍后重新再传。可使用的频段有3个,、欧洲的868MHz频段、以及美国的915MHz频段,而不同频段可使用的信道分别是16、1、10个。
ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等。
ZigBee与IEEE
ZigBee是一组基于IEEE批准的 、有关组网、安全和应用软件方面的技术。 IEEE ,ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。
一个真正的ZigBee,由ZigBee Alliance所主导的标准,work Layer)、安全层(Security Layer)、应用层(Application Layer)、以及各种应用产品的资料(Profile);而由国际电子电机工程协会(IEEE),则是定义了物理层(PHY Layer)及媒体存取层(Media Access Control Layer;MAC Layer)。
ZigBee协议套件的基本需求:
8位处理器
协议套件软件需要32K字节的ROM
最小协议套件软件需要4K字节的ROM
通常,网络主节点需要更多的RAM,以容纳网络内所有节点的设备信息、数据包转发表、设备关联表、与安全有关的密钥存储等
ZigBee的特点
数据传输速率低:10KB/秒~250KB /秒,专注于低传输应用
功耗低:在低功耗待机模式下,两节普通5号电池可使用6~24个月
成本低:ZigBee数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本
网络容量大:网络可容纳65,000个设备。
时延短:通常时延都在15ms~30ms
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(美国新加密算法,是目前最好的文本加密算法之一)
有效范围小:有效覆盖范围10~75米,具体依据实际发射功率大小和各种不同的应用模式而定
工作频段灵活:、868MHz(欧洲)和915MHz(美国),均为免执照(免费)的频段
传输可靠:采用碰撞避免策略,同时为需要固定带宽的业务预留专用时隙。
物理层(1)
。
物理层是协议的最底层,承付着和外界直接作用的任务。
主要目的:控制RF收发器工作。
调制方式:扩频通信
信号传输距离:~50m(室内),~150m(室外)。
物理层(2)
频率 頻帶 覆篕范围数据传输速度信道数量
GHz ISM 全球 250 kbps 16

915 MHz ISM 美洲 40 kbps 10
868 MHz ISM 歐洲 20 kbps 1
物理层(3)
媒体接入控制层(1)

负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束
确认模式的数据传送和接收
可选时隙,实现低延迟传输
支持各种网络拓扑结构
网络中每个设备为16位地址寻址