ZigBee 技术与应用

1. ZigBee技术与应用 王振岭 2012年4月16日

2. 1. ZigBee概述 2. ZigBee技术体系 3. ZigBee应用 4. ZigBee的发展现状以及前景 5. 总结 ZigBee技术与应用

3. ZigBee概述 • ZigBee概念 • 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短距离、低功耗的无线通信技术。 • 其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。 • 主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。 • 简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

4. ZigBee概述 • ZigBee的起源 • 工业自动化和家庭智能化对无线数据通信的需求越来越强烈，而蓝牙技术对于这一领域显然有一定的局限。 • 2002年,zigbee Alliance成立。 • Zigbee协议在2003年正式问世。 • 2004年,zigbee V1.0诞生。 • 2006年,推出zigbee 2006,比较完善。 • 2007年底,zigbee PRO推出。

5. 1. ZigBee概述 2. ZigBee技术体系 3. ZigBee应用 4. ZigBee的发展现状以及前景 5. 总结 ZigBee技术与应用

6. ZigBee技术体系 • ZigBee的堆栈架构 • ZigBee堆栈是在IEEE 802.15.4标准基础上建立的，从下往上依次是物理层，MAC层，网络/安全层，应用支持子层，应用层。 应用层 用户 应用支持子层 安全层 ZigBee 联盟 网络层 MAC层 IEEE 802.15.4 物理层 硬件实现 ZigBee平台通信栈 应用层

7. ZigBee技术体系 • ZigBee协议层作用 物理层 支持/应用层 MAC层 网络/安全层 作用： 作用： 作用： 作用： 应用支持层根据服务和需求使多个器件之间进行通信。 应用层主要根据具体应用由用户开发。 物理层是协议的最底层，承付着和外界直接作用的任务。 主要目的：控制RF收发器工作。 负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束 确认模式的数据传送和接收。 建立新网络，保证数据的传输。 对数据进行加密，保证数据的完整性。

8. ZigBee技术体系 • ZigBee的频带和数据传输率

9. ZigBee技术体系 • ZigBee的物理信道

10. ZigBee技术体系 • ZigBee网络拓扑结构 网状型 星状 网络协调器 全功能设备(FFD,Router):可以支持任何一种拓扑结构，可以作为网络协商者和普通协商者，并且可以和任何一种设备进行通信 精简功能设备(RFD):不能成为任何协商者，可以和网络协商者进行通信，实现简单。 簇状型

11. ZigBee技术体系 • ZigBee网络设备类型 网络协调器：包含所有的网络消息，是3种设备类型中最复杂的一种，存储容量最大、计算能力最强。发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节点间的路由消息、不断地接收信息。 全功能设备（FFD）：可以担任网络协调者，形成网络，让其他的FFD或是精简功能装置（RFD）连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输。 精简功能设备（RFD）：RFD只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。

12. ZigBee技术体系 • ZigBee网络设备类型

13. ZigBee技术体系 • ZigBee网状网络 MESH网状网络拓扑结构的网络具有强大的功能，网络可以通过多级跳的方式来通信；该拓扑结构还可以组成极为复杂的网络；网络还具备自组织、自愈功能。

14. ZigBee技术体系 • ZigBee网状网络

15. ZigBee技术体系 • ZigBee网状网络

16. ZigBee技术体系 • ZigBee网状网络

17. ZigBee技术体系 • ZigBee网状网络

18. ZigBee技术体系 • ZigBee网状网络

19. ZigBee技术体系 • ZigBee通信可靠性保证 通信可靠机制 ■ZigBee采用了CSMA-CA的碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；明晰的信道检测 ■MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接受方的确认信息。 网络的自组织自语能力强 ■ZigBee的自组织功能：无需人工干预，网络节点能够感知其他节点的存在，并确定连结关系，组成结构化的网络； ■ZigBee自愈功能：增加或者删除一个节点，节点位置发生变动，节点发生故障等等，网络都能够自我修复，并对网络拓扑结构进行相应的调整，无需人工干预，保证整个系统仍然能正常工作。