基于ZigBee的无线通信网络平台

liuguanJun

* Z( x  ^# Y% q$ I摘要:ZigBee遵循IEEE802.15.4新型无线通信网络协议。在简单介绍ZigBee
5 V, P& G+ y9 x+ ^( c% k技术的基础上,重点论述了基于星型网络结构的ZigBee基本通信单元的软件、硬件设
1 O7 y7 y( {* H计。ZigBee基本通信单元由FFD模块和若千个RFD模块组成,实现了FFD和RFD之
! l* h- q3 A4 s- {间的一对多和多对一通信,以及RFD之间的- -对一通信。若干基本通信单元可进-一步
组成复杂通信网络。
关键词: ZigBee;星型网络;完整功能设备;部分功能设备
0引言
ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功
. i6 y+ F4 T( s2 Y$ P3 I; `+ l3 E耗、低数据传输速率、低成本的双向无线通信技
% a$ \  p. B! b* r8 s& q术。它主要适用于传感器网络和智能建设信息
- F3 d( {9 F) u$ z" v5 Q. z- y: g* c家电领域,同时也可以嵌人各种设备中，支持地理
. L* f+ l4 A7 ^定位功能。ZigBee技术的物理层和链路层主要采
6 K8 ], c2 m4 B用IEEE 802. 15.4标准,而网络层、安全协议、应
! ]# I+ t+ v' W9 i用文档和市场推广主要由ZigBee联盟负责。其
目标市场是工业、家庭等这些需要应用低功耗低
6 V6 h! H+ F: y- y9 W, G成本无线通信,而且对数据速率和QoS要求不高
, A1 F7 k* M9 ]3 G( {0 [; W的场合。
. k. Z; b; R; I; o; fIEEE 802. 15.4定义了2个物理层标准。它
! U) v3 q$ ?( r4 _5 D们分别是2.4GHz物理层和868MHz、915MHz
物理层。2.4 GHz频段为全球统- - 的无需申请的

ISM频段,有16个信道,能够提供250kb/s的传
输速率，采用的是0-QPSK调制;而MAC层采用
) V$ z; \, X; L2 bCSMA-CA机制,避免了发送数据时的竞争和冲
突,有效地提高了传输的可靠性。
& a0 e) e7 J! I* r, jZigBee支持多种网络拓扑结构,如星型网、互
连的星型网和网状网等。星型网络是最简单的基
* b  }5 a9 b  A8 e+ A本通信单元。互连的星型网可被视为星型网络基
9 E- Y, J$ [' _2 d; r本通信单元的简单延拓。网状网的基本通信单元
也是星型网，只是网状网的每一个完整功能设备
也可作为路由器。路由协议可优化最短和最可靠
% k6 ]+ Q8 z( A; B! r0 N: N的路径,同时路由协议还可根据情况实现动态变
. Q. U6 q  j& Z* Y化。本文将重点介绍基本通信单元的星型网络。
0 X% @1 r9 O; Q; W( Y- `' _) A对于ZigBee设备来说安全性很重要,因此
ZigBee标准给出了3种不同的安全级别:无安全、
接人控制列表和带认证的32 ~128 bit AES加密。
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ZigBee技术的物理层和链路层主要采用IEEE 802. 15.4标准