基于ZigBee的无线通信网络平台

liuguanJun

摘要:ZigBee遵循IEEE802.15.4新型无线通信网络协议。在简单介绍ZigBee
3 L9 v. u1 J. i) j7 ?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
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
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
耗、低数据传输速率、低成本的双向无线通信技
& V( B; }+ U% y3 g# @; x( n+ [# |术。它主要适用于传感器网络和智能建设信息
) W6 b; j; O7 M* S9 I1 c- V家电领域,同时也可以嵌人各种设备中，支持地理
定位功能。ZigBee技术的物理层和链路层主要采
# d5 _7 X# v% \7 E8 a* {/ o- M用IEEE 802. 15.4标准,而网络层、安全协议、应
9 R0 X" R& c  Z* B, M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
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
% A: t! T; H! W2 y4 t们分别是2.4GHz物理层和868MHz、915MHz
1 l! O5 w( b  e5 i' u. [/ G+ {6 `物理层。2.4 GHz频段为全球统- - 的无需申请的
) E' R9 G0 I/ R  y$ N: b/ I
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
CSMA-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。
1 X& G/ b+ _7 z1 N. d. R; n; {ZigBee支持多种网络拓扑结构,如星型网、互
6 H( ~7 T& I: M) Z% 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
也是星型网，只是网状网的每一个完整功能设备
7 l. v" u# z* N也可作为路由器。路由协议可优化最短和最可靠
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。
. L- K0 W# @" x. F9 Z' V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、
! B1 Y. N. T8 B+ U接人控制列表和带认证的32 ~128 bit AES加密。
+ R8 W6 r* i8 [- o7 ^
" }! T; N: x; D. E5 V

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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