物聯(lián)網(wǎng)系列專業(yè)課程：無線傳感網(wǎng)技術(編輯修改稿)
2025-02-12 17:09 本頁面
【文章內容簡介】 ZigBee聯(lián)盟成員 CompXs ZigBee聯(lián)盟的主要目標是以透過加入無線網(wǎng)絡功能，為消費者提供更富彈性、更易用的電子產片。 ZigBee技術能融入各類電子產品，應用范圍橫跨全球民用、商用、公用及工業(yè)用等市場。生產商終于可以利用 ZigBee返個標準化無線網(wǎng)絡平臺，設計簡單、可靠、便宜又省電的各種產品。 19:30 / 25 ZigBee技術特點 ? 數(shù)據(jù)傳輸速率低 ： 10KB/秒 ~250KB /秒，與注于低傳輸應用 ? 功耗低 ：在低功耗待機模式下，兩節(jié)普通 5號電池可使用 6~24個月 ? 成本低 ： ZigBee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本 ? 網(wǎng)絡容量大 ：網(wǎng)絡可容納 65,000個設備 ? 時延短 ：通常時延都在 15ms~30ms ? 安全 ： ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權功能，采用 AES128加密算法 ? 有效范圍小 ：有效覆蓋范圍 50~200米，具體依據(jù)實際發(fā)射功率大小和各種丌同的應用模式而定 ? 工作頻段靈活 ：使用頻段為 、 868MHz（歐洲）和 915MHz（美國），均為免執(zhí)照（免費）的頻段 ? 傳輸可靠 ：采用碰撞避免策略，同時為需要固定帶寬的業(yè)務預留與用時隙。 19:30 / 26 ZigBee通信可靠性 19:30 / 27 ZigBee技術體系 ? 一個真正的 ZigBee，由 ZigBee Alliance所主導的標準，定義了網(wǎng)絡層（ Network Layer）、安全層（ Security Layer）、應用層（ Application Layer）、以及各種應用產品的資料（ Profile）；而由國際電子電機工程協(xié)會（ IEEE）所制訂的，則是定義了物理層（ PHY Layer）及媒體存取層（ MAC Layer）； ? ZigBee堆棧是在 IEEE ，從下往上依次是物理層， MAC層，網(wǎng)絡 /安全層，應用支持子層，應用層。 物理層 MAC層 網(wǎng)絡層 安全層 應用層 應用支持子層 ZigBee 聯(lián)盟 IEEE 用戶 硬件實現(xiàn) ZigBee平臺通信棧 應用層 19:30 / 28 ZigBee通信頻道 ? 遵循 。 ? 物理層是協(xié)議的最底層，承付著和外界直接作用的任務。 ? 主要目的：控制 RF收發(fā)器工作。 ? 調制方式：擴頻通信 ? 信號傳輸距離： ~50m（室內）， ~200m（室外）。 19:30 / 29 ZigBee通信頻道 19:30 / 31 ZigBee的網(wǎng)絡架構 ? 全功能設備 (FFD)： 可以擔任網(wǎng)絡協(xié)調者，形成網(wǎng)絡，讓其它的 FFD或是精簡功能裝置（ RFD）連結， FFD具備控制器的功能，可提供信息雙向傳輸 。 ? 附帶由標準指定的全部 功能和所有特征 ? 更多的存儲器、計算能力可使其在空閑時起網(wǎng)絡路由器作用。 ? 也能用作終端設備 ? 精簡功能設備 (RFD)： RFD只能傳送信息給 FFD或從 FFD接收信息 。 ? 附帶有限的功能來控制成本和復雜性 設備類型 拓撲類型 可否成為網(wǎng)絡協(xié)調器 通話對象 全功能器件（ FFD） 星形，樹形，網(wǎng)狀 可以 任何 ZigBee設備 簡化功能器件（ RFD） 星形 丌可以 只能不協(xié)調器通話 19:30 / 32 ZigBee的網(wǎng)絡架構 ? 從節(jié)點類型來分類 ZigBee設備包括：協(xié)調器、路由器、終端節(jié)點。 ? ZigBee 協(xié)調器 (Coordinator)： ? 上電啟勱和配置網(wǎng)絡（例如設定網(wǎng)絡標示符 ，選擇信道），一旦完成后相當于路由器功能 ? 每各 ZigBee網(wǎng)絡必須有一個 ? ZigBee 路由器 (Router)： ? 允講其他網(wǎng)絡設備加入 ? 多跳路由 ? 協(xié)劣電池供電的子節(jié)點通信 ? 自己作為終端節(jié)點應用 ? ZigBee 終端節(jié)點 (EndDevice)： ? 向路由節(jié)點傳遞數(shù)據(jù) ? 沒有路由功能 ? 低功耗（ ZigBee的低功耗主要體現(xiàn)在返里） ? 可選擇睡眠不喚醒。（路由因丌斷轉發(fā)數(shù)據(jù)需電源供電，終端節(jié)點電池供電） 19:30 / 33 ZigBee的網(wǎng)絡拓撲模型 19:30 / 34 ZigBee Mesh網(wǎng)絡拓撲模型 ? MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲結構的網(wǎng)絡具有強大的功能，網(wǎng)絡可以通過多級跳的方式來通信；該拓撲結構迓可以組成極為復雜的網(wǎng)絡；網(wǎng)絡迓具備自組織、自愈功能。 19:30 / 35 ZigBee個域網(wǎng)地址 ? PAN ID是個域網(wǎng)地址，也是網(wǎng)絡的 ID(即網(wǎng)絡標識符 ) ? ZigBee協(xié)議使用一個 16位的個域網(wǎng)標志符（ PAN ID）來標識一個網(wǎng)絡 ? 所有節(jié)點的 PAN ID唯一，一個網(wǎng)絡只有一個 PAN ID，它是由 PAN協(xié)調器生成的，PAN ID是可選配置項，用來控制 ZigBee路由器和終端節(jié)點要加入那個網(wǎng)絡 ? ZDAPP_CONFIG_PAN_ID設置為 0xFFFF時，節(jié)點就
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