Zigbee协议

2020/3/17Zigbee协议contentZigbee协议概述有关zigbee协议的介绍Zigbee协议的应用领域及前景相关介绍剖析zigbeeZigBee，这个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Zig-Zag形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置，距离和方向等资讯。什么是zigbee？•ZigBee是一种开放式的基于IEEE802.15.4协定的无线个人局域网(WirelessPersonalAreaNetworks)标准。IEEE802.15.4定义了物理层和媒体接入控制层，而ZigBee则定义了更高层如网路层及应用层等。•ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。早期也被称为“HomeRFLite”、“RF-EasyLink”或“fireFly”无线电技术，目前统称为ZigBee技术。Zigbee协议的起源1.ZigBee的前身是1998年由INTEL、IBM等产业巨头发起的“HomeRFLite”技术。2.2000年12月成立了工作小组起草IEEE802.15.4标准,Zigbee联盟成立于2001年8月3.2002年下半年，英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司四大巨头共同宣布加盟“Zigbee联盟”，以研发名为“Zigbee”的下一代无线通信标准，这一事件成为该项技术发展过程中的里程碑。4.2004年12月ZigBee1.0标准(又称为ZigBee2004)敲定，这使得ZigBee有了自己的发展基本标准。Zigbee协议的起源5.2005年9月公布ZigBee1.0标准并提供下载。在这一年里，华为技术有限公司和IBM公司加入了ZigBee联盟。但是基于该版本的应用很少，与后面的版本也不兼容。6.2006年12月进行标准修订，推出ZigBee1.1版(又称为ZigBee2006)。该协议虽然命名为ZigBee1.1，但是与ZigBee1.0版是不兼容的。7.2007年10月完成再次修订(称为ZigBee2007/PRO)。能够兼容之前的ZigBee2006版本，并且加入了ZibgeePRO部分，此时ZigBee联盟更加专注于以下三个方面：1)、家庭自动化(HomeAutomation；HA)；2)、建筑/商业大楼自动化(BuildingAutomation；BA)；3)、先进抄表基础建设(AdvancedMeterInfrastructure；AMI)；Zigbee设备类型协调器路由器终端设备数据速率比较低，在2.4GHZ的频段只有250Kb/S，而且这只是链路上的速率，除掉信道竞争应答和重传等消耗，真正能被应用所利用的速率可能不足100Kb/S，并且余下的速率可能要被邻近多个节点和同一个节点的多个应用所瓜分，因此不适合做视频之类事情。在可靠性方面，ZigBee有很多方面进行保证。物理层采用了扩频技术，能够在一定程度上抵抗干扰，MAC应用层（APS部分）有应答重传功能。MAC层的CSMA机制使节点发送前先监听信道，可以起到避开干扰的作用。当ZigBee网络受到外界干扰，无法正常工作时，整个网络可以动态的切换到另一个工作信上。时延由于ZigBee采用随机接入MAC层，且不支持时分复用的信道接入方式，因此不能很好的支持一些实时的业务。能耗特性能耗特性是ZigBee的一个技术优势。通常ZigBee节点所承载的应用数据速率都较低。在不需要通信时，节点可以进入很低功耗的休眠状态，此时能耗可能只有正常工作状态下的千分之一。由于一般情况下，休眠时间占总运行时间的大部分，有时正常工作的时间还不到百分之一，因此达到很高的节能效果。组网和路由性:网络层特性.ZigBee大规模的组网能力:每个网络65000个节点bluetooth-------每个网络8个节点。因ZigBee底层采用了直扩技术，如果采用非信标模式，网络可以扩展得很大，因为不需同步而且节点加入网络和重新加入网络的过程很快，一般可以做到1秒以内，甚至更快。bluetooth通常需要3秒。在路由方面，ZigBee支持可靠性很高的网状网的路由，所以可以布置范围很广的网络，并支持多播和广播特性，能够给丰富的应用带来有力的支持ZigBee应用领域低速无线设备TVVCRDVDCD鼠标键盘操作杆保安HVAC照明门禁玩具游戏器具监视诊断传感器工业、农业和商业消费电子个人健康监护监视传感器自动化控制玩具和游戏家庭自动化PC机的外围设备基于Zigbee技术的无线智能家居结合Zigbee和GPRS的无线数据传输网络基于ZigBee技术的无线三表远程抄表系统采用MESH网状网络结构，保证数据传输的可靠性每幢单元楼设置一个ZIGBEE远端节点一个小区设置一个ZIGBEE中心节点ZIGBEE中心节点数据通过GPRS/CDMA或ADSL上传到集抄中心ZigBee应用领域基于ZigBee技术的管道监测无线数据传输网络ZigBee并不是用来与蓝牙或者其他已经存在的标准竞争，它的目标定位于现存的系统还不能满足其需求的特定的市场，它有着广阔的应用前景。ZigBee联盟预言在未来的四到五年，每个家庭将拥有50个ZigBee器件，最后将达到每个家庭150个。根据美国著名的市场研究机构ABIResearch预测：内建ZigBee无线装置的产品将从2005年的100万台发展到2006年的8000万台ZigBee巨大的发展空间在于其技术上明显的优势以及市场定位的明确。目前国际上楼宇自控方面专家基本上形成了共识，无线通信技术在楼宇自动化的应用将不可阻挡。无线网络将不仅仅是对有线网络有益的补充、扩充，而可能是替代作用Zigbee的前景Zigbee联盟CompXs成立于2001年9月，它的成员多为半导体厂商、无线IP供应商、OEM厂商及终端用户、拥有150个成员，包括飞思卡尔、菲利普、三星、三菱、IBM及华为等等ZigBee的协议模型物理层MAC层网络层安全层应用层应用支持子层ZigBee联盟IEEE802.15.4用户硬件实现ZigBee平台通信栈应用层实现“0”，“1”的传输。即数据链路层：解决无线资源的竞争问题;设备间无线数据链路的建立、维护和结束。路由，保证网络内的点到点的数据传输。对数据进行加密，保证数据的完整性。星型网状型簇状型网络协调器全功能设备(FFD,Router):可以支持任何一种拓扑结构，可以作为网络协商者和普通协商者，并且可以和任何一种设备进行通信精简功能设备(RFD):只支持星型结构，不能成为任何协商者，可以和网络协商者进行通信，实现简单。Zigbee的网络拓扑形成ZigBee网络的方法一个网络的形成，必须由FFD率先担任网络协调者，建立网络，再由其它的FFD或是RFD加入这个网络，不过RFD只能和FFD连结。根据装置在网络中的功能，预先对装置编制好程序协调器的功能是通过扫描搜索，以发现一个未用的信道来启动一个网络。路由器(一个网络中的mesh设备)的功能是通过扫描搜索，以发现一个激活的信道并将其连接，然后允许其它装置连接。终端装置的功能总是试图连接到一个已存在的网络。装置搜索网络中能提供完整服务的其它装置允许网络中的任何装置可对服务搜索进行初始化。将装置与可提供完整服务的其它装置进行绑定绑定可为指定相符的设备集提供命令和控制特征。