基于ZigBee 的无线网络技术及其应用

ByGrith4

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
) s4 O, O8 V% \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
长期以来,低价、低传输率、短距离、低功率的无线
& A1 j5 C4 |8 h; W0 `: p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
是Bluetooth的售价一直居高不下,严重影响了这些厂商
, h8 {) ^6 }+ M" H3 o的使用意愿。如今,这些业者都参加了IEEE802.15.4小
组，负责制定ZigBee的物理层和媒体介人控制层。
7 O  h. i9 K1 {1 H( hIEEE802.15.4规范是一种经济、高效、低数据速率(<250
$ T2 N7 y5 {" a' lkbps)、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
络层协议的基础。ZigBee 是一种新兴的近距离、低复
0 \) t& L& y' I5 A* d. Z4 h5 x" i杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,它
, P9 J. H1 y  o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
7 Z4 r' J* T# g. n+ u+ a小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要
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。
6 L0 m+ E  r( V一般而言，随着通信距离的增大,设备的复杂度、功
耗以及系统成本都在增加。相对于现有的各种无线通信
技术,ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术。同时由于
+ r+ h  S% O1 d1 K/ yZigBee技术的低数据速率和通信范围较小的特点，也决
定了ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务。所以
ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性
8 [6 R, [# G3 N5 o; Q3 l& S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
IEEE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
耗的简单设备提供有效覆盖范围在10 米左右的低速连
接,可广泛用于交互玩具、库存跟踪监测等消费与商业
/ t! R# H* G- l应用领城。传感器网络是其主要市场对象。
1.1 802.15.4协议架构及其技术特点
IEEE802.15.4满足国际标准组织(ISO) 开放系统互
! \' Z/ ]2 @7 v8 q; }3 c连(OSI)参考模式。它定义了单一的MAC层和多样的物
9 ]/ }4 j( t3 ?% u: d/ y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