【文章內(nèi)容簡介】 安全性。8. 免執(zhí)照頻段：物理層采用ISM頻段 9. 數(shù)據(jù)傳輸可靠：媒體接入控制層（MAC層）采用talkwhenready的碰撞避免機制。Zigbee聯(lián)盟 聯(lián)盟制定了IEEE ，具有高可靠、高性價比、低功耗的網(wǎng)絡層和應用層開發(fā)。Zigbee聯(lián)盟對Zigbee標準的制定：IEEE 、MAC層及數(shù)據(jù)鏈路層。并對網(wǎng)絡層協(xié)議和API進行了標準化。Zigbee應用領域Zigbee網(wǎng)絡的冗余、自組織和自愈能力適合于許多類型的應用，主要包括數(shù)字家庭、工業(yè)控制和智慧交通等領域。（1） zigbee模塊：ZigBee模塊是一種物聯(lián)網(wǎng)無線數(shù)據(jù)終端，利用ZigBee網(wǎng)絡為用戶提供無線數(shù)據(jù)傳輸功能。該產(chǎn)品采用高性能的工業(yè)級ZigBee方案，提供SMT與DIP接口，可直接連接TTL接口設備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸功能；低功耗設計，最低功耗小于1mA；提供6路I/O，可實現(xiàn)數(shù)字量輸入輸出、脈沖輸出；其中有3路I/O還可實現(xiàn)模擬量采集、脈沖計數(shù)等功能。該產(chǎn)品已廣泛應用于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的M2M行業(yè)，如智能電網(wǎng)、智能交通、智能家居、金融、移動POS終端、供應鏈自動化、工業(yè)自動化、智能建筑、消防、公共安全、環(huán)境保護、氣象、數(shù)字化醫(yī)療、遙感勘測、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水務、煤礦、石化等領域。 zigbee組網(wǎng)模式（2） Zigbee自組織網(wǎng)ZigBee技術所采用的自組織網(wǎng)是怎么回事？舉一個簡單的例子就可以說明這個問題，當一隊傘兵空降后，每人持有一個ZigBee網(wǎng)絡模塊終端，降落到地面后，只要他們彼此間在網(wǎng)絡模塊的通 信范圍內(nèi)，通過彼此自動尋找，很快就可以形成一個互聯(lián)互通的ZigBee網(wǎng)絡。而且，由于人員的移動，彼此間的聯(lián)絡還會發(fā)生變化。因而，模塊還可以通過重 新尋找通信對象，確定彼此間的聯(lián)絡，對原有網(wǎng)絡進行刷新。這就是自組織網(wǎng)。 為什么要使用自組織網(wǎng)來通信？ 網(wǎng)狀網(wǎng)通信實際上就是多通道通信，在實際工業(yè)現(xiàn)場，由于各種原因，往往并不能保證每一個無線通道都能夠始終暢通，就像城市的街道一樣，可能因為車禍，道路維 修等，使得某條道路的交通出現(xiàn)暫時中斷，此時由于我們有多個通道，車輛（相當于我們的控制數(shù)據(jù)）仍然可以通過其他道路到達目的地。而這一點對工業(yè)現(xiàn)場控制 而言則非常重要。 為什么要采用動態(tài)路由的方式？所謂動態(tài)路由是指網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂讲⒉皇穷A先設定的，而是傳輸數(shù)據(jù)前，通過對網(wǎng)絡當時可利用的所有路徑進行搜索，分析它們的位置關系以及遠近，然后選擇其中的一條路徑進行數(shù)據(jù)傳輸。在我們的網(wǎng)絡管理軟件中，路徑的選擇使用的是“梯度法”，即先選擇路徑最近的一條通道進行傳輸，如傳不通，再使用另外一條稍遠一點的通路進行傳輸，以此類推，直到數(shù)據(jù)送達目的地為止。在實際工業(yè)現(xiàn)場，預先確定的傳輸路徑隨時都可能發(fā)生變化，或者因各種原因路徑被中斷了，或者過于繁忙不能進行及時傳送。動態(tài)路由結合網(wǎng)狀拓撲結構，就可以很好解決這個問題，從而保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。Zigbee網(wǎng)絡拓撲 Zigbee采用IEEE ：IEEE 。它屬于IEEE 。IEEE , WirelessHART, 和MiWi規(guī)范的基礎。這個工作組致力于WPAN網(wǎng)絡的物理層（PHY）和媒體訪問層（MAC）的標準化工作，目標是為在個人操作空間（personal operating space, POS）內(nèi)相互通信的無線通信設備提供通信標準。任務組TG4：制定IEEE ，針對低速無線個人區(qū)域網(wǎng)絡（lowrate wireless personal area network, LRWPAN）制定標準。該標準把低能量消耗、低速率傳輸、低成本作為重點目標，旨在為個人或者家庭范圍內(nèi)不同設備之間的低速互連提供統(tǒng)一標準。任務組TG4定義的LRWPAN網(wǎng)絡的特征與傳感器網(wǎng)絡有很多相似之處，很多研究機構把它作為傳感器的通信標準。標準作為物理層和MAC層標準。網(wǎng)絡的基本組成單元是設備，在同一個物理系到范圍內(nèi)，兩個或者兩個以上的設備可以構成一個無線個人網(wǎng)（WPAN）。Zigbee網(wǎng)絡中的設備可分為協(xié)調器、路由器和終端設備3種。通俗的講：一個協(xié)調器節(jié)點+多個路由器節(jié)點+n多個終端設備節(jié)點=一個Zigbee網(wǎng)絡協(xié)調器：建立和配置網(wǎng)絡，它是網(wǎng)絡上的第一個設備，一旦網(wǎng)絡建立完成，網(wǎng)絡的后續(xù)操作不依賴這個協(xié)調器的存在。路由器：是其他設備加入網(wǎng)絡的媒介，全時間處在活動狀態(tài)，能源消耗較大。終端設備：工作載體，可以根據(jù)需要進入休眠。注：全功能設備（FFD）：可以作為無線個域網(wǎng)的協(xié)調器、路由器和終端設備。網(wǎng)絡中大部分設備都是精簡功能設備。路由節(jié)點和協(xié)調器節(jié)點才具有轉發(fā)功能。Zigbee網(wǎng)絡有兩種組網(wǎng)方式：星型網(wǎng)絡和對等網(wǎng)絡。在星型結構中，所有設備都與中心設備PAN網(wǎng)絡協(xié)調器通信。在這種網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡協(xié)調器一般使用持續(xù)電力系統(tǒng)供電，而其他設備采用電池供電。星型網(wǎng)絡適合家庭自動化、個人計算機的外設以及個人健康護理等小范圍的室內(nèi)應用。地址模式：網(wǎng)絡號+設備標識點對點網(wǎng)絡中，任意兩個設備只要能夠彼此收到對方的無線信號，就可以進行直接通信，不需要其他設備的轉發(fā)。但點對點網(wǎng)絡中仍然需要一個網(wǎng)絡協(xié)調器，不過該協(xié)調器的功能不再是為其他設備轉發(fā)數(shù)據(jù)，而是完成設備注冊和訪問控制等基本的網(wǎng)絡管理功能。地址模式：直接使用源/目的地址 星型網(wǎng)絡拓撲結構在星型網(wǎng)絡的形成過程中，第一步就是建立網(wǎng)絡協(xié)調器。任何一個FFD設備都有成為網(wǎng)絡協(xié)調器的可能，一個網(wǎng)絡如何確定自己的網(wǎng)絡協(xié)調器由上層協(xié)議決定。 一種簡單的策略是：一個FFD設備在第一次被激活后，首先廣播查詢網(wǎng)絡協(xié)調器的請求，如果接收到回應說明網(wǎng)絡中已經(jīng)存在網(wǎng)絡協(xié)調器，再通過一系列認證過程，設備就成為了這個網(wǎng)絡中的普通設備。如果沒有收到回應，或者認證過程不成功，這個FFD設備就可以建立自己的網(wǎng)絡，并且成為這個網(wǎng)絡的網(wǎng)絡協(xié)調器。當然，這里還存在一些更深入的問題，一個是網(wǎng)絡協(xié)調器過期問題，如原有的網(wǎng)絡協(xié)調器損壞或者能量耗盡；另一個是偶然因素造成多個網(wǎng)絡協(xié)調器競爭問題，如移動物體阻擋導致一個FFD自己建立網(wǎng)絡，當移動物體離開的時候，網(wǎng)絡中將出現(xiàn)多個協(xié)調器。網(wǎng)絡協(xié)調器要為網(wǎng)絡選擇一個未被使用的惟一的PAN標識符，所有該星型網(wǎng)絡中的設備都是用這個標識符來規(guī)定自己的屬主關系。不同星型網(wǎng)絡之間獨立運行，互不干擾，但可通過設置專門的網(wǎng)關完成相互通信。選擇一個標識符后，網(wǎng)絡協(xié)調器就允許其他設備加入自己的網(wǎng)絡，并為這些設備轉發(fā)數(shù)據(jù)分組。星型網(wǎng)絡中的兩個設備如果需要互相通信，都是先把各自的數(shù)據(jù)包發(fā)送給網(wǎng)絡協(xié)調器，然后由網(wǎng)絡協(xié)調器轉發(fā)給對方。對等（點對點）網(wǎng)絡拓撲結構 網(wǎng)絡協(xié)調器的產(chǎn)生同樣由上層協(xié)議規(guī)定，比如把某個信道上第一個開始通信的設備作為該信道上的網(wǎng)絡協(xié)議器。簇樹網(wǎng)絡是點對點網(wǎng)絡的一個例子，下面以簇樹網(wǎng)絡為例描述點到點網(wǎng)絡的形成過程：在簇樹網(wǎng)絡中，絕大多數(shù)設備是FFD設備，而RFD設備總是作為簇樹的葉設備連接到網(wǎng)絡中。任意一個FFD都可以充當RFD協(xié)調器或者網(wǎng)絡協(xié)調器，為其他設備提供同步信息。（不同于星型拓撲結構之處）在這些協(xié)調器中，只有一個可以充當整個點對點網(wǎng)絡的網(wǎng)絡協(xié)調器。網(wǎng)絡協(xié)調器可能和網(wǎng)絡中其他設備一樣，也可能擁有比其他設備更多的計算資源和能量資源。網(wǎng)絡協(xié)調器首先將自己設為簇頭（cluster header ,CLH），并將簇標識符（cluster identifier, CID）設置為0，同時為該簇選擇一個未被使用的PAN網(wǎng)絡標識符，形成網(wǎng)絡中的第一個簇。接著，網(wǎng)絡協(xié)調器開始廣播信標幀 信標幀：信標幀的功能是同步網(wǎng)絡中的設備，標示PAN，并給出超幀的起始。鄰近設備收到信標幀后，就可以申請加入該簇。設備可否成為簇成員，由網(wǎng)絡協(xié)調器決定。如果請求被允許，則該設備將作為簇的子設備加入網(wǎng)絡協(xié)調器的鄰居列表。新加入的設備會將簇頭作為它的父設備加入到自己的鄰居列表中。最簡單的簇樹結構是只有一個簇的網(wǎng)絡，一旦第一簇網(wǎng)絡達到預先設定的上限后，PAN協(xié)調器會指定一個從設備構建一個新的簇網(wǎng)絡，這個新設備成為另一個PAN協(xié)調器，新加入網(wǎng)絡的設備將進入這個簇中。隨著設備的不斷加入，就形成了多簇網(wǎng)絡。 PAN協(xié)調器工作：，簇號（CID）為0，自己成為這個簇的簇頭（CLH）； ID；。 網(wǎng)絡功能簡介超幀結構 超幀”這個概念在GSM移動通信系統(tǒng)里。，其中包含51個復幀；一個復幀長度為120ms，其中包含26個幀。結構。超幀 幀：在數(shù)據(jù)和數(shù)字通信中，按某一標準預先確定的若干比特或字段組成的特定的信息結構。“幀”數(shù)據(jù)由兩部分組成：幀頭和幀數(shù)據(jù)。的格式是由協(xié)調器定義的。由協(xié)調器發(fā)出的網(wǎng)絡信標（beacon）對超幀進行了限定，并且將一個超幀分為了16個等大小的時間槽。超幀可以由活躍時段和不活躍時段組成。在不活躍時段，協(xié)調器可能會進入省電模式。在超幀結構的16個時間槽中，第一個時間槽傳輸?shù)氖切艠藥绻麉f(xié)調器不想使用超幀結構，那么他可以關閉信標的傳輸。信標常被用來對附屬的設備進行同步、辨識一個PAN個域網(wǎng)或對超幀結構進行描述。任何設備想要在一個超幀內(nèi)的競爭訪問時段（CAP）通信必須使用開槽的CSMA/CA（載波監(jiān)聽碰撞避免）機制。所有的傳輸都必須在下一個信標到來之前完成。低延遲或需要指定數(shù)據(jù)帶寬的應用中，PAN協(xié)調器可以將超幀中部門活躍的時段貢獻給這樣的應用。這些時段就叫做保證時隙（GTSs）。同一超幀中的多個GTSs組成了無競爭時段（CFP），無競爭時段經(jīng)常是位于超幀結構的末尾、緊跟競爭訪問時段（CAP）后出現(xiàn)的。一個PAN協(xié)調器在一個超幀中最多能分配7個這樣的GTSs，并且一個GTSs可以占用多個時間槽（但是一個GTSs不可以橫跨兩個超幀）。雖然超幀中可以有7個多的GTSs時段，但是超幀中絕大多數(shù)時段還是留給了聯(lián)網(wǎng)的設備或想要聯(lián)網(wǎng)的設備用于競爭訪問時段（CAP）。所有用于競爭的信息都在無競爭時段（CFP）到來前傳輸完畢。同樣，GTSs時段的數(shù)據(jù)也必須在下一個超幀到來前傳輸。數(shù)據(jù)傳輸模型網(wǎng)絡中存在3種類型的數(shù)據(jù)傳輸：1. 從設備向主協(xié)調器起發(fā)送數(shù)據(jù)；2. 主協(xié)調器向從設備傳輸數(shù)據(jù)；3. 對等設備之間傳輸數(shù)據(jù)。幀結構IEEE ：1) 信標幀,協(xié)調器用信標幀發(fā)送信標；2) 數(shù)據(jù)幀，用于傳輸數(shù)據(jù)；3) 確認幀，用于確認成功的數(shù)據(jù)交換；（可選）4) MAC命令幀，用于處理所有的MAC層對等實體（或非信標網(wǎng)絡）間的控制傳輸。健壯性IEEE ：1． CSMA/CA機制：非時隙的CSMA/CA機制訪問信道（非信標網(wǎng)絡）和分時隙的CSMA/CA機制訪問信道（信標網(wǎng)絡）。2． 確認幀：可選機制。3． 數(shù)據(jù)校驗：16bit循環(huán)冗余檢驗碼來保護幀中的信息。安全性（P132）Zigbee協(xié)議棧（略）Zigbee應用舉例煤礦安全系統(tǒng)（P154） —— M2M技術M2M解析M——指帶有傳感能力和網(wǎng)絡功能的各種設備（電網(wǎng)、公路、交通、油田等）M——指各個行業(yè)的智能應用和控制系統(tǒng)（計算、存儲、軟件）M2M的本質：信息基礎設施和實體基礎設施結合，通過網(wǎng)絡技術和IT技術實現(xiàn)智能化，從而解決各個行業(yè)面臨的“效率、安全、成本、環(huán)保”等一系列的問題。國內(nèi)M2M業(yè)務涉及的行業(yè)和主要應用行業(yè)M2M的典型應用電力無線遠程抄表交通物流移動定位、條碼掃描金融商業(yè)無線ATM、無線POS公共管理環(huán)境檢測（水文、森林火警、空氣質量監(jiān)控）生產(chǎn)部門生產(chǎn)過程檢測與控制 M2M技術特性M2M業(yè)務特征和需求1　 環(huán)境感知：M2M業(yè)務可以通過傳感器等感知設備對周圍環(huán)境進行感知，自動獲取環(huán)境信息。2　 自組織