ZigBee无线通信技术及其应用

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1、ZigBee无线通信技术及其应用2010物联网如火如荼在国内开始火热起来。物联网热潮开始受到普遍的关注,在高端高成木应用中必然是移动通信服务商(如3G)所掌握，我们无法插手；但在低成本应用，如智能家居、微微网、自组织网、校园物联网、自动控制和远程控制领域、小型廉价设备的无线联网和控制等有广阔的应用前景，我们还等什么？！做好准备迎接物联网传感网络时代的到来吧。物联网是信息化应用的新模式，通过射频识别、全球定位系统等信息传感设备,进行信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护等多

2、个领域，是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。在最近的几年中，人们不断探索，形成了当今令人眼花缭乱的无线通信协议和产品。最流行的短距离无线数据通信的标准有蓝牙(Bluetooth)>Wi-Fi(IEEE802.11)、IrDA以及极具发展潜力、己被众多业界认可的ZigBee(IEEE802.15.4)等。1几种无线传输技术及其比较1.1蓝牙(BlueTooth)蓝牙(BlueTooth)最早是爱立信在1994年开始研究的一种能使手机与其附件(如耳机)之间互相通信的无线模块。1998年，爱立信、诺基亚、IBM等

3、公司共同推出了蓝牙技术，主要用于通信和信息设备的无被广泛使用。它具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用成本低廉的特点。它的工作频率为2.4GHz,有效范围大约在10m半径内。Bluetooth列入了IEEE802.15.1,规定了包括PIIY、MAC、网络和应用层等集成协议栈。为对语音和特定网络提供支持，需要协议栈提供250RB系统开销，从而增加了系统成本和集成复杂性。另外，Bluetooth对每个“Piconet”(微微网)有只能配置7个节点的限制,制约了其在大型传感器网络开发中的应用。1.2Wi-F(iIEE

4、E802・11)Wi-F(iWirelessFidelity,无线高保真)也是一种无线通信协议。IEEE802.11的最初规范是在1997年提出的。主要目的是提供WLAN接入，也是目前WLAN的主要技术标准，其工作频率也是2.4GHzo目前，IEEE802.il标准还没有被工业界广泛接受。IEEE802.11流行的几个版本包括（在5.8GHz波段带宽为54MBps）、“b”（波段2.4GHz带宽为llMBps）、“g”（波段2.4GHz带宽为22MBps）。这种复杂性为用户选择标准化无线平台增加了困难。Wi-Fi规定了协议的物

5、理（PHY）层和媒体接入控制（MAC）层，并依赖TCP/IP作为网络层。由于其优异的带宽是以犬的功耗为代价等，因此大多数便携Wi-Fi装置都需要常规充电。这些特点限制了它在工业场合的推广和应用。1.3IrDA红外线数据协会IrDA（InfraredDataAssociation）成立于1993年。IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术。ItDA标准的无线设备传输速率已从115.2kbps逐步发展到4Mbps、16Mbps。目前，支持它的软硬件技术都很成熟，解决在小型移动设备（如PDA、手机）上的连接问题。IrDA用于工业

6、网络上的最大问题在于只能在2台设备之间连接，并且存在有视距角度等问题。1・4ZigBeeZigBee（IEEE802.15.4）技术是最近发展起来的一种短距离无线通信技术，功耗低，被业界认为是最有可能应用在工控场合的无线方式。它同样使用2.4GHz波段,采用跳频技术和扩频技术。另外，它可与254个节点联网，最多可达65536个设备。节点可以包括仪器和家庭自动化应用设备。它本身的特点使得其在工业监控、传感器网络、家庭监控、安全系统等领域有很大的发展空间。2ZigBee的技术内容及特点ZigBee是最新确定的商业名称,在以前曾被发

7、起者以“HomeRFlite”、“Firefly”和“RF-EasyLink”等命名。为了满足类似于传感器的小型、低成本设备无线联网的要求,2000年12月IEEE成立了IEEE802.15.4工作组，致力于定义一种供廉价的固定、便携或移动设备使用，R复杂度、成本和功耗均很低的低速率无线连接技术。ZigBee联盟成立于2001年8月。到目前为止，除了Invensys、三菱电子、摩托罗拉、三星和飞利浦等国际知名的大公司外，该联盟大约己有百余家成员企业，并在迅速发展壮大。其中涵盖了半导体生产商、1P服务提供商、消费类电子厂商及OE

8、M商等，例如Honeywell>Eaton和InvensysMeteringSystems等工业控制和家用自动化公司，甚至还有像Mattel之类的玩具公司。所有这些公司都参加了负责开发ZigBec物理和媒体控制层技术标准的IEEE802.15.4工作组。在工业、农业、车载电子