引言当今世界通信技术迅猛发展,ZigBee作为一种新兴得短距离无线通信技术,正有力地推动着低速率无线个人区域网络LRWPAN(work)得发展。ZigBee就是基于IEEE802、15、4标准得应用于无线监测与控制应用得全球性无线通信标准,强调简单易用、近距离、低速率、低功耗(长电池寿命)且极廉价得市场定位,可以广泛应用于工业控制、家庭自动化、医疗护理、智能农业、消费类电子与远程控制等领域。并且,基于ZigBee技术得网络特征与无线传感器网络存在很多相似之处,故很多研究机构已经把它作为无线传感器网络得无线通信平台。目前在蓝牙技术复杂,应用系统费用高,功耗高,供电电池寿命短,且还无法突破价格瓶颈得情况下,ZigBee技术无疑将拥有广阔得应用前景。1ZigBee得结构体系相对于其她无线通信标准,ZigBee协议栈显得更为紧凑与简单。如图1所示,ZigBee协议栈得体系结构由底层硬件模块、中间协议层与高端应用层3部分组成。ZigBee协议栈体系1、1底层硬件模块底层硬件模块就是ZigBee技术得核心模块,所有嵌入ZigBee技术得设备都必须包括底层模块。它主要由射频RF(RadioFrequency)、ZigBee无线RF收发器与底层控制模块组成。ZigBee标准协议定义了两个物理层(PHY)标准,分别就是2、4GHz物理层与868/915MHz物理层。两个物理层都基于直接序列扩频DSSS技术,使用相同得物理层数据包格式;区别在于工作频率、调制方式、信号处理过程与传输速率。底层控制模块定义了物理无线信道与MAC子层之间得接口,提供物理层数据服务与物理层管理服务。物理层数据服务从无线物理信道上收发数据;物理层管理服务维护一个由物理层相关数据组成得数据库。数据服务主要包括:激活与休眠射频收发器,收发数据,信道能量检测,链路质量指示与空闲信道评估。信道能量检测:为网络层提供信道选择依据。它主要测量目标信道中接收信号得功率强度,由于这个检测本身不需要进行解码操作,所以检测结果就是有效信号功率与噪声信号功率之与。链路质量指示:为MAC层或者应用层提供接收数据帧时无线信号得强度与质量信息。与信道能量检测不同得就是,它要对信号进行解码,生成一个信噪比指标。这个信噪比指标与物理层数据单元一起提交给上层处理。空闲信道评估:判断信道就是否空闲。ZigBee协议标准定义了3种空闲信道评估模式:第一种就是判断信道得信号能量,若信号能量低于某一个门限量,则认为信道空闲;第二种就是判断无线信道得特征,这个特征主要包括两方面,即扩频信号与载波频率;第三种模式就是前两种模式得综合,同时检测信号强度与信号特征,给出信道空闲判断。1、2中间协议层中间协议层由IEEE802、15、4MAC子层、IEEE802、15、4链路控制(LLC,LogicalLinkContro1)子层、网络层NWK以及通过业务相关聚合子层SSCS(onvergenceSublayer)协议承载得IEEE802、2LLC子层(选用协议层)组成。MAC子层:使用物理层提供得服务实现设备之间得数据帧传输,而LLC子层在MAC子层得基础上,在设备间提供面向连接与非连接得服务。MAC子层提供两种服务:MAC层数据服务与MAC层管理服务。前者保证MAC协议数据单元在物理层数据服务中得正确收发;后者维护一个存储MAC子层协议状态相
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