ZigBee技术及其应用.doc

ZigBee技术及其应用.docZigBee技术及其应用 摘要 首先介绍了 Zigbee技术的概念、特点及协议框架，在此基础上探讨了 ZigBee技术的应用，最后对其发展 趋势做了展望。
1、 简介
ZigBee技术是一种应用于短距离范围内，低传输数据速率下的各种电子设备之间的无线通信技术。ZigBee 名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来通知发现的新食物源的位 置、距离和方向等信息，以此作为新一代无线通讯技术的名称。ZigBee过去又称为“HomeRF Lite”、 “RF-EasyLink”或"FireFly”无线电技术,目前统一称为ZigBee技术。
2、 ZigBee技术的特点
自从马可尼发明无线电以来，无线通信技术一直向着不断提高数据速率和传输距离的方向发展。例如：广域 网范围内的第三代移动通信网络（3G）目的在于提供多媒体无线服务，局域网范围内的标准从IEEE802. 11的 IMbit/s到IEEE802. llg的54Mbit/s的数据速率。而当前得到广泛研究的ZigBee技术则致力于提供一种廉价的 固定、便携或者移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线通信技术。这种无线通信技术具有如下特 点:
功耗低：工作模式情况下，ZigBee技术传输速率低，传输数据量很小，因此信号的收发时间很短，其次在 非工作模式时，ZigBee节点处于休眠模式。设备搜索时延一般为30ms,休眠激活时延为15ms,活动设备信道接 入时延为15ms。由于工作时间较短、收发信息功耗较低且采用了休眠模式，使得ZigBee节点非常省电，ZigBee 节点的电池工作时间可以长达6个月到2年左右。同时，山于电池时间取决于很多因素，例如：电池种类、容量 和应用场合，ZigBee技术在协议上对电池使用也作了优化。对于典型应用，碱性电池可以使用数年，对于某些 工作时间和总时间（工作时间+休眠时间）之比小于1%的情况，电池的寿命甚至可以超过10年。
数据传输可靠：ZigBee的媒体接入控制层（MAC层）采用talk-when- ready的碰撞避免机制。在这种完全 确认的数据传输机制下，当有数据传送需求时则立刻传送，发送的每个数据包都必须等待接收方的确认信息，并 进行确认信息回复，若没有得到确认信息的回复就表示发生了碰撞，将再传一次，采用这种方法可以提高系统信 息传输的可靠性。同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。同时 ZigBee针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和休眠状态激活的时延都非常短。
网络容量大：ZigBee低速率、低功耗和短距离传输的特点使它非常适宜支持简单器件。ZigBee定义了两种 器件：全功能器件（FFD）和简化功能器件（RFD）。对全功能器件，要求它支持所有的49个基本参数。而对简 化功能器件，在最小配置时只要求它支持38个基本参数。一个全功能器件可以与简化功能器件和其他全功能器 件通话，可以按3种方式工作，分别为：个域网协调器、协调器或器件。而简化功能器件只能与全功能器件通话, 仅用于非常简单的应用。一个ZigBee的网络最多包括有255个ZigBee网路节点，其中一个是主控（Master） 设备，其余则是从属（Slave）设备。若是通过网络协调器（Network Coordinato