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
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
( c8 F- i/ j" F9 M5 x6 i- A+ S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
! s/ G: E) e0 a, X" A5 z组成复杂通信网络。
) I/ z3 u% S4 Q7 P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
, @6 [$ F7 G" \0 T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
5 D5 E# z# D1 V: M: K  ~定位功能。ZigBee技术的物理层和链路层主要采
9 P8 e& g  n+ @' S4 S1 _! S/ D# V用IEEE 802. 15.4标准,而网络层、安全协议、应
' J; [% |3 G+ F2 o2 s1 }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
, g7 U* \: O( F& F9 K5 @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
% i) W) T* @' c
4 }& R7 ^+ F9 BISM频段,有16个信道,能够提供250kb/s的传
& i  v$ s" n0 H( `. t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
% n* y' L0 p+ |( ]; e( R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
9 \+ e2 r6 t/ Y$ l( P! @连的星型网和网状网等。星型网络是最简单的基
$ [. O8 f2 L/ e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
( J# m& P6 A, {+ @% f4 A+ y; q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
- ~1 k# Q: W8 C# [的路径,同时路由协议还可根据情况实现动态变
# k2 e- W. ?  b化。本文将重点介绍基本通信单元的星型网络。
: C2 o2 E1 n; E# h对于ZigBee设备来说安全性很重要,因此
! D5 ?! [/ D8 u& E7 W3 V8 nZigBee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