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1、ZIGBEE 技术及协议 2.121GBEE 技术概述 Bee 是蜜蜂的意思,而 219 则是蜜蜂在空中飞舞时的一个大体轨迹,从而互相交流并传递信息。蜜蜂的特点就是体积小、数量多、能量消耗少、蜂群所形成的网络庞大而且非常灵活,它正好吻合了ZigBee 无线传感器网络得一些基本特征,这也是 ZigBee 这个名词的来源。ZigBee 联盟成立于 2001 年 8 月,其主要目标是以通过融入无线传感器网络功能,为消费者提供更富弹性、更方便使用的电子产品,建立初期主要成员有美国摩托罗拉公司、日本三菱公司、荷兰飞利浦公司和英国 Invensys 公司。目前在这四大公司的倡导下,全球已超过 160 家公
2、司加入该联盟,中国华为公司也在其中。近些年,中国也成立了自己的 ZigBee 联盟,目前正处在蓬勃的发展当中。ZigBee 技术的工作频段分为 3 个;美国主要使用 915MHz,欧洲是 865MHz,而2.4GHz 频段在全球都可以使用。三个频段都是免费频段,其传输速率分别为 4Okbit/s、20kbit/s 和 250kbit/s。单个节点理论传输距离可达 100 米,但是可以通过多跳来实现远距离信息传输。理论上一个协调器可连接 255 个节点,而整个网络按三级网络结构拓扑的话,最多可以连接 65000 个网络节点。在通讯网络中,zigBee 技术定义了编号从 0 到 26 的 27 个
3、信道,其中欧洲标准的 865MHz 频段只占用一个0号信道,美国流行的915MHz频段占用从1到10号的1个信道,从 902MHz 到 928MHz,平均每两个信道之间相差 ZMHz,而剩下的 16个信道全被 2.4GHz 频段占用,平均每两个信道之间相差 SMHz。2.1.1zigBee 技术的基本特点 ZigBee 技术实现的是低成本、短距离、小吞吐量、低功耗、低速率、高安全性的传输方式,在远程监控等领域有着广泛的应用,同时终端节点可以搭载各类传感器,并可实现远程定位功能。根据实际情况既可以人为控制网络结构,也可以自由灵活组网,网络形式多样,结构简单,加上造价成本低廉,非常适合在环境恶劣,
4、无人进入的环境中工作。同时,ZigBee 技术的出现也填补了低速率的无线传感器网络的空白,丰富了无线传输技术的内容。(1)低功耗。网络节点全部采用干电池供电,一般情况下两节五号电池就可以让一个节点工作数月,如果节点是精简功能节点,定时休眠与唤醒,则两年时间可以不用更换电池。相比其他现有无线传感器的功耗,如蓝牙一次充电可以工作几周,而 Wi-Fi 只有数小时,ZigBee 技术的这个特点尤为突出。(2)低速率。根据协议规定的三个无线频段,ZigBee 技术也有三个传输速率,分别是 Zokbit/s、40kbit/S 和 250kbit/S,适合在小吞吐量的网络中工作,同时也为低功耗的特性奠定了基础。