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ZigBeeZigBeeZigBeeZigBeeZigBeeZigBeeZigBeeZigBee技术概述技术概述技术概述技术概述技术概述技术概述技术概述技术概述••内容摘要�ZigBee技术简介技术简介技术简介技术简介�ZigBee硬件接口介绍硬件接口介绍硬件接口介绍硬件接口介绍�ZigBee软件与软件与软件与软件与开发环境的构建开发环境的构建开发环境的构建开发环境的构建�ZigBee模块常用软件介绍模块常用软件介绍模块常用软件介绍模块常用软件介绍••技术简介••是一种新兴的短距离、是一种新兴的短距离、是一种新兴的短距离、是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低复杂度、低功耗、低数据速率、低复杂度、低功耗、低数据速率、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。低成本的无线网络技术。低成本的无线网络技术。低成本的无线网络技术。主要用于近距离无线连接。它主要用于近距离无线连接。它主要用于近距离无线连接。它主要用于近距离无线连接。它依据依据依据依据IEEE802.15.4标准，在数千个标准，在数千个标准，在数千个标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通微小的传感器之间相互协调实现通微小的传感器之间相互协调实现通微小的传感器之间相互协调实现通信。信。信。信。ZigBee无线网络主要是为工业现场自动化控制数据传输无线网络主要是为工业现场自动化控制数据传输无线网络主要是为工业现场自动化控制数据传输无线网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立。因此它具备简单、方便、稳定和低成本等特点。而建立。因此它具备简单、方便、稳定和低成本等特点。而建立。因此它具备简单、方便、稳定和低成本等特点。而建立。因此它具备简单、方便、稳定和低成本等特点。••个，分别是个，分别是个，分别是个，分别是2.4GHz的的的的ISM频段频段频段频段、欧洲的、欧洲的、欧洲的、欧洲的868MHz频段、以及美国的频段、以及美国的频段、以及美国的频段、以及美国的915MHz频段，而不同频频段，而不同频频段，而不同频频段，而不同频段可使用的信道分别是段可使用的信道分别是段可使用的信道分别是段可使用的信道分别是16、、、、1、、、、10个。个。个。个。••所主导的标准，定义所主导的标准，定义所主导的标准，定义所主导的标准，定义了网络层（了网络层（了网络层（了网络层（NetworkLayer）、安全层（）、安全层（）、安全层（）、安全层（SecurityLayer））））、应用层（、应用层（、应用层（、应用层（ApplicationLayer）、以及各种应用产品的资）、以及各种应用产品的资）、以及各种应用产品的资）、以及各种应用产品的资料（料（料（料（Profile）；）；）；）；而由国际电子电机工程协会而由国际电子电机工程协会而由国际电子电机工程协会而由国际电子电机工程协会（（（（IEEE）所制订的）所制订的）所制订的）所制订的802.15.4标准，标准，标准，标准，则是定义了物理层（则是定义了物理层（则是定义了物理层（则是定义了物理层（PHYLayer））））及媒体存取层（及媒体存取层（及媒体存取层（及媒体存取层（MediaAccessControlLayer；；；；MACLayer）。）。）。）。••的版本�ZigBee2004规范前后不兼容�ZigBee2006规范完全向后兼容�ZigBee2007规范StackProfile1：目标是消费电子产品和灯光商业应用环境StackProfile2：目标是商业和工业环境••技术特点�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。�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。�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。••技术与其他无线技术比较项目项目项目项目数据速率数据速率数据速率数据速率数据传输距离数据传输距离数据传输距离数据传输距离/m典型应用领域典型应用领域典型应用领域典型应用领域ZigBee20~250kbps10~100无线无线无线无线传感网络传感网络传感网络传感网络蓝牙蓝牙蓝牙蓝牙1~3Mbps2~10无线手持设备、无线手持设备、无线手持设备、无线手持设备、无线鼠标无线鼠标无线鼠标无线鼠标IEEE802.11b1~11Mbps30~100无线无线无线无线Inernet接入接入接入接入••技术难点瓶颈�通讯距离�高频设计和调试�协议栈代码复杂办法�内置或外扩ZigBee放大器芯片(CC2591)等�批量模块化产品�应用级接口封装API••技术的应用••基本概念设备类型:�Coordinator(协调器)协调器负责启动整个网络。它也是网络的第一个设备。协调器选择一个信道和一个网络ID(也称之为PANID，即PersonalAreaNetworkID)，随后启动整个网络。�Router(路由器)路由器的功能主要是：允许其他设备加入网络，多跳路由和协助它自己的由电池供电的儿子终端设备的通讯。�End-Device(终端设备)终端设备没有特定的维持网络结构的责任，它可以睡眠或者唤醒，因此它可以可以是一个电池供电设备。••基本概念网络拓扑••个独立的信道。每一个设备都有一个DEFAULT_CHANLIST的默认信道集。协调器扫描自己的默认信道集并选择一个信道上噪声最小的信道作为自己所建网络的信道。终端节点和路由节点也要扫描默认信道集并选择一个信道上已经存在的网络加入。PANIDPANID指网络编号，用来区分不同的ZigBee网络。协调器是通过选择网络信道及PANID来启动一个无线网络的。PANID的有效范围为0~0x3FFF。••长地址，即MAC地址。物理地址是在出厂时候初始化的。它是全球唯一的。当一个zigbee节点加入网络时候，它的IEEE地址不能与网络中现有节点的IEEE地址冲突且不能为0xFFFFFFFFFFFFFFFF。网络地址网络地址也称短地址，通常用16位的短地址来标识自身和识别