PDF《ZigBee 基本技术问答》

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68 2008 年第

1 期1基本概念篇 Q1-1:ZigBee 起源于什么技术? A:在蓝牙技术的使用过程中,人们发现蓝牙技术尽管有 许多优点,但仍存在许多缺陷.

对工业,家庭自动化控制和工 业遥测遥控领域而言, 蓝牙技术显得太复杂, 功耗大, 距离近, 组网规模太小等, 而工业自动化, 对无线数据通信的需求越来 越强烈,而且,对于工业现场,这种无线数据传输必需是高可 靠的,并能抵抗工业现场的各种电磁干扰.因此,经过人们长 期努力,ZigBee 协议在

2003 年正式问世.另外,ZigBee 使用 了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议 H o m e R F Lite. Q1-2:什么是 ZigBee? A:首先ZigBee 是IEEE 802.15.4 协议的代名词.根据这 个协议规定的技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据 速率、低成本的双向无线通信技术,主要适合于自动控制和远 程控制领域,可以嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能. 由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和 嗡嗡 (zig)地抖动翅膀的 舞蹈 来与同伴传递花粉所在方位和远近信息的,也就是说蜜蜂 依靠着这样的方式构成了群体中的通信 网络 ,因此 ZigBee 的发明者们形象地利用蜜蜂的这种行为来描述这种无线信息传 输技术. Q1-3:ZigBee 技术有哪些特点? A:ZigBee 的特点主要有以下几个方面: (1)低功耗:在低耗电待机模式下,2 节 5号干电池可支持 ZigBee 基本技术问答 本刊编辑 Q&

A: The Elementary Knowledge of ZigBee Editor 编者按:ZigBee技术和RFID技术在2004年就被列为当今世界发展最快, 市场前景最广阔的十大最新技术中的两个. 而这两 项技术都使用电波的方式作无线信息传输,二者之间却有着紧密的联系,前者是复数节点互连互通的网络系统,而后者是一种 标示和对个体的识别.把后者的电子标签设在前者的节点上可以进行数据传输和控制,使两者有机地结合在一起,可以派生出 无穷的应用来.本问答用基本概念、通信技术、网络技术、应用市场和 ZigBee 协会这五篇来解答 ZigBee 的各种常见问题. 1个节点工作6-24个月, 甚至更长. 这是ZigBee的突出优势. 相 比之下蓝牙只可以工作数周、WiFi 却只能可以工作数小时;

(2)低成本:通过大幅简化协议使成本很低(不足蓝牙的 1/10) ,降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051 的8位微控制器测算,全功能的主节点需要 32KB 代码,子功能节点 少至 4KB 代码,而且 ZigBee的协议专利免费;

(3)低速率:ZigBee工作在250kbps的通讯速率, 满足低速 率传输数据的应用需求;

(4)近距离:传输范围一般在10~100m 之间,在增加 RF发 射功率后,也可增加到 1-3km.这指的是相邻节点间的距离.如 果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远;

(5) 短时延:ZigBee的响应速度较快, 一般从睡眠转入工作 状态只需 15ms,节点连接进入网络只需 30ms,进一步节省了电 能.相比较,蓝牙需要 3-10 s、WiFi 需要 3s;

(6)高容量:ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构, 由 一个主节点管理若干子节点, 最多一个主节点可管理254个子节 点;

同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000 个节点的大网;

(7) 高安全: ZigBee提供了三级安全模式, 包括无安全设定、 使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标 准(AES128)的对称密码,以灵活确定其安全属性;