基于ZigBee的无线通信网络平台

liuguanJun

4 Y6 _7 M4 \5 K1 W( B) `8 D0 w摘要:ZigBee遵循IEEE802.15.4新型无线通信网络协议。在简单介绍ZigBee
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
7 ?: u) `: n7 O9 n, H) q. v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
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
- l, I  X% A! C- f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
2 L, b& M2 s2 P% {7 W0引言
" J/ `: U6 W5 i( LZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功
* \1 Q' R( A7 {) X& \耗、低数据传输速率、低成本的双向无线通信技
! J+ L- S. a. x3 W1 L5 q/ Q: U8 J  y术。它主要适用于传感器网络和智能建设信息
家电领域,同时也可以嵌人各种设备中，支持地理
. g3 j. J# v. F定位功能。ZigBee技术的物理层和链路层主要采
用IEEE 802. 15.4标准,而网络层、安全协议、应
- `0 e" `4 x# I, h* N! B$ w0 T* m用文档和市场推广主要由ZigBee联盟负责。其
* y3 A4 C7 K1 J目标市场是工业、家庭等这些需要应用低功耗低
成本无线通信,而且对数据速率和QoS要求不高
的场合。
IEEE 802. 15.4定义了2个物理层标准。它
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
; w/ `& A; n' h9 Q8 G1 Q) c
6 F0 N9 j9 [2 IISM频段,有16个信道,能够提供250kb/s的传
- C# c, y% Q% }! P' z4 Y输速率，采用的是0-QPSK调制;而MAC层采用
  R0 L0 M; c2 b& E5 {7 SCSMA-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。
ZigBee支持多种网络拓扑结构,如星型网、互
# ?( D; z- v; r% [' `+ v" @* ?% {连的星型网和网状网等。星型网络是最简单的基
本通信单元。互连的星型网可被视为星型网络基
本通信单元的简单延拓。网状网的基本通信单元
) z' E. A+ N! P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
3 Q8 p" r7 n* _* U. D& U" w* O的路径,同时路由协议还可根据情况实现动态变
化。本文将重点介绍基本通信单元的星型网络。
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