ZIGBEE技術(shù)簡介(二)NEW

1、。ZIGBEE 技術(shù)簡介（二）ZigBee技術(shù)的主要特點1.低速率數(shù)據(jù)傳輸速率只有20 250kb/s，分別提供 250kb/s (2.4GHz)， 40kb/s (915MHz)和20kb/s (868MHZ)的原始數(shù)據(jù)吞吐率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。2.低功耗在低耗待機模式下，兩節(jié)普通5號電池可使用6 24 個月，免去了充電或者頻繁更換電池的麻煩。3.低成本因為 ZIGBEE 數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本。且ZIGBEE 協(xié)議免收專利費。 ZIGBEE 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊一般在1000 元以下， 而主要使用的網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點的價格可降到100 元以下。4.網(wǎng)絡(luò)容量大ZIGBEE

2、網(wǎng)絡(luò)可由一個節(jié)點管理若干子節(jié)點，最多一個節(jié)點可以管理254 個子節(jié)點。同時該節(jié)點還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理。可組成65536 個節(jié)點的大型網(wǎng)絡(luò)。5.時延短ZIGBEE 的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms ，節(jié)點連接進入網(wǎng)絡(luò)只需要 30ms ，進一步節(jié)約了能源。相對而言，Bluetooth需要 3 10s ，Wi Fi 需要 3s 。6.安全性高ZIGBEE 提供了三級安全模式，包括無安全設(shè)定，使用接入控制清單（ACL ）防止非法-可編輯修改 -。獲取數(shù)據(jù)以及采用高級加密標(biāo)準(zhǔn)（AES-128 ）的對稱密碼，以靈活確定其安全性。Zigbee協(xié)議框架完整的 Zigbee協(xié)議框架由高

3、層應(yīng)用規(guī)范、應(yīng)用會聚層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成。網(wǎng)絡(luò)層以上協(xié)議由Zigbee聯(lián)盟制定， IEEE 負責(zé)物理層和鏈路層標(biāo)準(zhǔn)。如圖1所示。圖 1 ZigBee 協(xié)議框架應(yīng)用會聚層將主要負責(zé)把不同的應(yīng)用映射到Zigbee網(wǎng)絡(luò)上，具體而言包括： 安全與鑒權(quán)； 多個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的會聚； 設(shè)備發(fā)現(xiàn)； 業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)層將主要考慮采用基于ad hoc技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，應(yīng)包含以下功能：-可編輯修改 -。 通用的網(wǎng)絡(luò)層功能：拓撲結(jié)構(gòu)的搭建和維護，命名和關(guān)聯(lián)業(yè)務(wù)，包含了尋址、路由和安全； 同 IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)一樣，非常省電； 有自組織、自維護功能，以最大程度減少消費者的開支和維護成本。在網(wǎng)絡(luò)層方面

4、，ZigBee聯(lián)盟制訂可以采用星形和網(wǎng)狀拓撲，也允許兩者的組合，稱為叢集樹狀。根據(jù)節(jié)點的不同角色，可分為全功能設(shè)備（Full-Function Device； FFD ）與精簡功能設(shè)備（ Reduced-Function Device；RFD ）。相較于 FFD ，RFD 的電路較為簡單且存儲體容量較小。 FFD 的節(jié)點具備控制器（Controller）的功能，能夠提供數(shù)據(jù)交換，而RFD則只能傳送數(shù)據(jù)給FFD 或從 FFD 接收數(shù)據(jù)。如圖 2所示。圖 2ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)IEEE802 系列標(biāo)準(zhǔn)把數(shù)據(jù)鏈路層分成LLC（ Logical Link Control，邏輯鏈路控制）和MA

5、C （ Media Access Control，媒介接入控制）兩個子層。LLC 子層在 IEEE802.6 標(biāo)準(zhǔn)中-可編輯修改 -。定義，為 802 標(biāo)準(zhǔn)系列共用；而MAC 子層協(xié)議則依賴于各自的物理層。IEEE802.15.4的MAC層能支持多種LLC標(biāo)準(zhǔn)，通過SSCS （ Service-SpecificConvergence Sublayer，業(yè)務(wù)相關(guān)的會聚子層）協(xié)議承載IEEE802.2 類型一的 LLC 標(biāo)準(zhǔn)，同時也允許其他LLC 標(biāo)準(zhǔn)直接使用IEEE802.15.4的 MAC 層的服務(wù)。LLC 子層的主要功能包括： 傳輸可靠性保障和控制； 數(shù)據(jù)包的分段與重組； 數(shù)據(jù)包的順序傳輸。

6、IEEE802.15.4的 MAC 協(xié)議包括以下功能： 設(shè)備間無線鏈路的建立、維護和結(jié)束； 確認模式的幀傳送與接收； 信道接入控制； 幀校驗； 預(yù)留時隙管理； 廣播信息管理。IEEE802.15.4定義了兩個物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別是 2.4GHz 物理層和 868/915MHz物理層。兩個物理層都基于DSSS （ DirectSequenceSpreadSpectrum，直接序列擴頻） ，使用相同的物理層數(shù)據(jù)包格式，區(qū)別在于工作頻率、 調(diào)制技術(shù)、擴頻碼片長度和傳輸速率。2.4GHz波段為全球統(tǒng)一的無需申請的ISM 頻段，有助于Zigbee設(shè)備的推廣和生產(chǎn)成本的降低。2.4GHz 的物理層通過采用高階調(diào)制技術(shù)能夠提供250kb/s的傳輸速率， 有助于獲得更高的吞吐量、 更小的通信時延和更短的工作周期，從而更加省電。 868MHz是歐洲的ISM 頻段，915MHz是美國的ISM 頻段，這兩個頻段的引入避免了2.4GHz 附近各種無線通信設(shè)備的-可編輯修改 -。相互干擾。 868MHz的傳輸