基于ZigBee 的无线网络技术及其应用

ByGrith4

1 T/ a  ]; S# D- F" P8 \2 ~% e; h, X摘要: ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，本文详细分析了ZigBee 技术，
IEEE802.15.4标准及相关应用,讨论了它们的关系和相对其它技术的特点，并对其在家庭无线通信网
中的应用前景进行了分析和展望。本文还针对无线网络与NGN(IPV6)的结合做了分析。
关键词: IEEE802.15.4 ZigBee 短距离无线网络IPV6
" J' ]1 Q6 A$ l% _9 w长期以来,低价、低传输率、短距离、低功率的无线
1 M2 f, \* f( I5 ~' Y% h通讯市场一直存在着。自从Bluetooth 出现以后,曾让工
业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀跃不已,但
% e6 q; T# e7 a1 A- L是Bluetooth的售价一直居高不下,严重影响了这些厂商
9 z+ j2 U; L7 X+ C  e& k% {的使用意愿。如今,这些业者都参加了IEEE802.15.4小
* G8 [! T/ J7 @# |- A$ H4 t组，负责制定ZigBee的物理层和媒体介人控制层。
6 t: R4 i. y  K" _! jIEEE802.15.4规范是一种经济、高效、低数据速率(<250
) p' z* e+ Q) A& `kbps)、工作在2.4 GHz 和868/928 MHz的无线技术,用
于个人区城网和对等网状网络。它是ZigBee应用层和网
/ f$ |) @" [. n) c. z络层协议的基础。ZigBee 是一种新兴的近距离、低复
杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,它
) ]% ~4 Q' V, _+ ]* T+ ~6 J  ]是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要
用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准,在数千个微
小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要
: b! z# C) `! Y: r* v4 F4 y很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个
传感器传到另一个传感器,所以它们的通信效率非常高。
一般而言，随着通信距离的增大,设备的复杂度、功
" k( Y# L  s' W' B) z' _/ U耗以及系统成本都在增加。相对于现有的各种无线通信
! C1 A; \) W* ?/ x技术,ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术。同时由于
ZigBee技术的低数据速率和通信范围较小的特点，也决
- f* }3 r4 x  K定了ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务。所以
% `) b8 E- C! X1 fZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性
电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。
1 IEEE 802.15.4和ZigBee介绍
) n5 Z) f$ `2 D- [9 T9 Z1 ]7 nIEEE无线个人区域网(PAN)工作组的IEE 802.15.4技
术标准是ZigBee技术的基础。802.15.4标准旨在为低能
5 c: Y' r, U+ ?% l6 a' |; K耗的简单设备提供有效覆盖范围在10 米左右的低速连
+ z. N1 X" n# F# u0 M: u接,可广泛用于交互玩具、库存跟踪监测等消费与商业
) y9 d7 ]6 ], _! c3 S- J应用领城。传感器网络是其主要市场对象。
5 Y- L9 U" r0 K& S. r; K2 X6 e1.1 802.15.4协议架构及其技术特点
+ N2 \1 P. h6 S. R6 f1 g% i# vIEEE802.15.4满足国际标准组织(ISO) 开放系统互
连(OSI)参考模式。它定义了单一的MAC层和多样的物
% L$ k5 M/ @4 q2 @理层(如图1所示)。

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ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务