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zigbee技术简介【正文】ZigBee是一种短距离无线通信技术，广泛应用于物联网、家庭自动化、工业自动化等领域。
它以低功耗、低复杂度和低数据传输速率为特点，是一种非常适合于传感器网络的通信协议。
ZigBee技术的出现源于对传统无线通信技术的不足之处的认识。
之前的无线通信技术大多对功耗要求较高，难以应用于需要长期运行的低功耗设备。
而ZigBee技术则专注于解决此类问题，使得各种传感器和移动设备能够通过无线网络进行低耗能的通信。
ZigBee技术采用了IEEE 802.15.4标准，利用2.4GHz频段进行通信。
这一频段已经被工业、科学和医疗（ISM）设备广泛使用，因此ZigBee能够与其他设备共享频谱，提高了通信的灵活性和可靠性。
ZigBee的网络结构非常简单灵活，可以根据应用的需求组成不同类型的网络。
它采用星型拓扑结构，其中一个设备充当协调器的角色，其他设备则作为终端节点进行通信。
这种结构使得网络的建立和维护非常方便，能够适应复杂环境中的通信需求。
另外，ZigBee还采用了分散式的时间频率分割多址（CSMA/CA）机制，用于协调网络中各个设备的通信。
这种机制能够有效减少冲突和碰撞，提高数据传输的可靠性和稳定性。
由于ZigBee技术的特点和优势，它在物联网领域得到了广泛的应用。
在家庭自动化中，ZigBee可用于实现智能家居控制系统，例如灯光控制、温度调节、安防监控等。
其低功耗和低复杂度的特点使得设备能够长时间运行，并且与其他无线设备无缝集成。
在工业自动化中，ZigBee技术也具备适应复杂环境的能力。
它可以用于监测温度、湿度、压力等参数，并将数据传输到上位机进行处理和分析。
同时，ZigBee技术的数据传输速率虽然不高，但足以满足大部分传感器网络的需求。
尽管ZigBee技术具有众多的优点，但也存在一些局限性。
由于其低数据传输速率，不适用于高带宽的应用场景。
此外，2.4GHz频段的使用会受到其他设备的干扰，造成通信质量下降。
由于国内暂时还没有该文献的中文版本，而ZigBee Wireless Networks and Transceivers又是ZigBee界的葵花宝典，为了自己更好的学习，所以决定将比较多的蛋疼的时间拿出来做点有意义的事，虽然翻译水平不是很高，但是在翻译的过程中肯定能得到进步，最关键的就是检验自己的毅力，看看能否坚持。
在这个过程中，如果还能帮到一些正在入门ZigBee的朋友那就更好了。
废话不多说，开始ZigBee Wireless Networks and TransceiversZigBee无线网络和收发器1第一章ZigBee基础本章主要介绍了短距离无线网络通信的ZigBee标准，本章的主要目的就是对ZigBee的基础特性进行一下简单的概述，包括它的网络拓扑、信道访问机制和每个协议层所扮演的角色，在后续章节中对本章所讨论的内容有详细的解释。
1.1 什么是ZigBee?ZigBee是为低数据速率、短距离无线网络通信定义的一系列通信协议标准。
基于ZigBee的无线设备工作在868MHZ, 915MHZ和2.4Z频带。
其最大数据速率是250Kbps. ZigBee技术主要针对以电池为电源的应用，这些应用对低数据速率、低成本、更长时间的电池寿命有较高的需求。
在一些ZigBee应用中，无线设备持续处于活动状态的时间是有限的，大部分时间无线设备是处于省电模式（也称休眠模式）的。
因此，ZigBee设备在电池需要更换以前能够工作数年以上。
ZigBee的其中一个应用就是室内病人监控。
例如，一个病人的血压，心率可以通过可穿戴设备测量出来，病人戴的ZigBee设备来周期性的收集血压等健康相关的信息，然后这些数据被无线传送到当地服务器，例如病人家中的一台个人电脑，电脑再对这些数据进行初始分析，最后重要的信息通过互联网被发送到病人的护士或者内科医生那里做进一步的分析。
另一个ZigBee的应用例子就是大型楼宇结构安全的监控。
第1节Zigbee的产生与发展2000年12月IEEE成立了IEEE802.15.4工作组。
这个工作组将致力于定义一种提供廉价的固定、便携或移动设备使用的极低复杂度、低成本、低功耗、低速率的无线技术。
ZigBee正是这种技术的商业化命名，在中国被译为"紫蜂",它与蓝牙相类似。
这个名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置、距离和方向等信息。
简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
2002年8月，ZigBee Alliance成立，由英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司组成，如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司和开发商的加入。
Zigbee联盟负责制定网络及上层协议。
同时，IEEE802.15.4标准也引起了其他标准化组织的注意力，比如IEEE1451工作组正在考虑在IEEE802.15.4标准基础上实现无线传感网络。
第2节Zigbee的功能及其特点ZigBee技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术。
它是为低速率控制网络设计的标准无线网络协议，依据 IEEE802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通讯。
这些传感器只需要很少的能量，就能以接力的方式通过无线电波将数据从一个节点传到另一个节点，从而实现在全球2.4GHz免费频带范围内的高效、低速率的通讯功能。
而zigBee设备则具有能量检测和链路质量指示的功能，并采用了碰撞避免机制，以避免发送数据时产生数据冲突。
在网络安全方面，ZigBee设备采用了密钥长度为128位的加密算法，对所传输的数据信息进行加密处理，从而保证了数据传输时的高可靠性和安全性。
到目前为止，ZigBee技术在国外己经在家庭网络、控制网络和手机移动终端等领域有了一定的应用，但是现在由zigBee技术构成的网络都仅限于无线个域网拓扑结构，每个接入点所能接纳的传感器的节点数远远低于协议所规定的节点数，为了达到传感器网络密集覆盖的目的，就必须进行复杂的组网，这不但增加了网络的复杂性，而且还增加了网络整体的功耗和成本，传感器节点的寿命也将降低。
zigbee无线传感器网络英文文献兰州交通大学毕业设计(英文文献)Zigbee Wireless Sensor Network in Environmental MonitoringApplicationsI. ZIGBEE TECHNOLOGYZigbee is a wireless standard based on IEEE802.15.4 that was developed to address theunique needs of most wireless sensing and control applications. Technology is low cost, low power, a low data rate, highly reliable, highly secure wireless networking protocol targeted towards automation and remote control applications. It’s depicts two keyperformance characteristics – wireless radio range and data transmission rate of the wireless spectrum. Comparing to other wireless networking protocols such as Bluetooth, Wi-Fi, UWB and so on, shows excellent transmission ability in lower transmission rate and highly capacity of network.A. Zigbee FrameworkFramework is made up of a set of blocks called layers. Each layer performs a specificset of services for the layer above. As shown in Fig.1. The IEEE 802.15.4 standard definesthe two lower layers: the physical (PHY) layer and the medium access control (MAC) layer. The Alliance builds on this foundation by providingthe network and security layer and the framework for the application layer.Fig.1 FrameworkThe IEEE 802.15.4 has two PHY layers that operate in two separate frequency ranges: 868/915 MHz and 2.4GHz. Moreover, MAC sub-layer controls access to the radio channel using a CSMA-CA mechanism. Its responsibilities may also include transmitting beacon frames, synchronization, and providing a reliable transmission mechanism. B. Zigbee’s TopologyThe network layer supports star, tree, and mesh topologies, as shown in Fig.2. In a startopology, the network is controlled by one single device called coordinator. The coordinator1兰州交通大学毕业设计(英文文献)is responsible for initiating and maintaining the devices on the network. All other devices, known as end devices, directly communicate with the coordinator. In mesh and tree topologies, the coordinator is responsible for starting the network and for choosing certain key network parameters, but the network may be extended through the use ofrouters. In tree networks, routers move data and control messagesthrough the network using a hierarchical routing strategy. Mesh networks allow full peer-to-peer communication.Fig.2 Mesh topologiesFig.3 is a network model, it shows that supports both single-hopstar topology constructed with one coordinator in the center and the end devices, and mesh topology. In the network, the intelligent nodes are composed by Full Function Device (FFD) and Reduced Function Device (RFD). Only the FFN defines the full functionality and can become a network coordinator. Coordinator manages the network, it is to say that coordinator can start a network and allow other devices to join or leave it. Moreover, it can provide binding and address-table services, andsave messages until they can be delivered.Fig.3 Zigbee network model2兰州交通大学毕业设计(英文文献)II. THE GREENHOUSE ENVIRONMENTAL MONITORINGSYSTEM DESIGNTraditional agriculture only use machinery and equipment which isolating and no communicating ability. And farmers have to monitor crops’ growth by themselves. Even ifsome people use electrical devices, but most of them were restricted to simple communication between control computer and end devices like sensors instead of wire connection, which couldn’t be strictly defined as wireless sensor network. Therefore, bythrough using sensor networks and, agriculture could become more automation, more networking and smarter.In this project, we should deploy five kinds of sensors in the greenhouse basement. By through these deployed sensors, the parameters such as temperature in the greenhouse, soil temperature, dew point, humidity and light intensity can be detected real time. It is key to collect different parameters from all kinds of sensors. And in the greenhouse, monitoring the vegetables growing conditions is the top issue. Therefore, longer battery life and lower data rate and less complexity are very important. From the introduction about above, we know that meet the requirements for reliability, security, low costs and low power.A. System OverviewThe overview of Greenhouse environmental monitoring system, which is made up by one sink node (coordinator), many sensor nodes, workstation and database. Mote node and sensor node together composed of each collecting node. When sensors collect parameters real time, such as temperature in the greenhouse, soil temperature, dew point, humidity and light intensity, these data will be offered to A/D converter, then by through quantizing and encoding become the digital signal that is able to transmit by wireless sensor communicating node. Each wireless sensor communicating node has ability of transmitting, receiving function.In this WSN, sensor nodes deployed in the greenhouse, which can collect real time data and transmit data to sink node (Coordinator) by the way of multi-hop. Sink node complete the task of data analysis and data storage. Meanwhile, sink node is connected with GPRS/CDMA can provide remote control and data download service. In the monitoring and controlling room, by running greenhouse management software, the sink node can periodically receives the data from the wireless sensor nodes and displays them on monitors.3兰州交通大学毕业设计(英文文献)B. Node Hardware DesignSensor nodes are the basic units of WSN. The hardware platform is made up sensor nodes closely related to the specific application requirements. Therefore, the most important work is the nodes design which can perfect implement the function of detecting and transmissionas a WSN node, and perform its technology characteristics. Fig.4 shows the universal structure of the WSN nodes. Power module provides the necessary energy for the sensor nodes. Data collection module is used to receive and convert signals of sensors. Data processing and control module’s functions are node device control, task scheduling, and energy computing and so on. Communication module is used to senddata between nodes and frequency chosen and so on.Fig.4 Universal structure of the wsn nodesIn the data transfer unit, the module is embedded to match the MAC layer and the NET layer of the protocol. We choose CC2430 as the protocol chips, which integrated the CPU,RF transceiver, net protocol and the RAM together. CC2430 uses an 8 bit MCU (8051), andhas 128KB programmable flash memory and 8KB RAM. It also includesA/D converter, some Timers, AES128 Coprocessor, Watchdog Timer, 32K crystal Sleep mode Timer, Poweron Reset, Brown out Detection and 21 I/Os. Based on the chips, many modules for theprotocol are provided. And the transfer unit could be easily designed based on the modules.As an example of a sensor end device integrated temperature, humidity and light, the design is shown in Fig. 5.4兰州交通大学毕业设计(英文文献)Fig.5 The hardware design of a sensor nodeThe SHT11 is a single chip relative humidity and temperature multi sensor module comprising a calibrated digital output. It can test the soil temperature and humidity. The DS18B20 is a digital temperature sensor, which has 3 pins and data pin can link MSP430directly. It can detect temperature in greenhouse. The TCS320 is a digital light sensor.SHT11, DS18B20 and TCS320 are both digital sensors with small size and low powerconsumption. Other sensor nodes can be obtained by changing the sensors.The sensor nodes are powered from onboard batteries and the coordinator also allows to be powered from an external power supply determined by a jumper.C. Node Software DesignThe application system consists of a coordinator and several end devices. The general structure of the code in each is the same, with an initialization followed by a main loop.The software flow of coordinator, upon the coordinator being started, the first action of the application is the initialization of the hardware, liquid crystal, stack and application variables and openingthe interrupt. Then a network will be formatted. If this net has been formatted successfully, some network information, such as physical address, net ID, channel number will be shown on the LCD. Then program will step into application layer and monitor signal. If there is end device or router want to join in this net, LCD will shown this information, and show the physical address of applying node, and the coordinator will allocate a net address to this node. If the node has been joined in this network, the data transmitted by this node will be received by coordinator and shown in the LCD.The software flow of a sensor node, as each sensor node is switched on, it scans all5兰州交通大学毕业设计(英文文献)channels and, after seeing any beacons, checks that the coordinatoris the one that it is looking for. It then performs a synchronizationand association. Once association is complete, the sensor node enters a regular loop of reading its sensors and putting out a frame containing the sensor data. If sending successfully, end device will step into idle state; by contrast, it will collect data once again and send to coordinator until sending successfully.D. Greenhouse Monitoring Software DesignWe use VB language to build an interface for the test and this greenhouse sensor network software can be installed and launched on any Windows-based operating system. It has 4dialog box selections: setting controlling conditions, setting Timer, setting relevant parameters and showing current status. By setting some parameters, it can perform the functions of communicating with port,data collection and data viewing.6兰州交通大学毕业设计(英文文献)无线传感器网络在环境监测中的应用Zigbee技术I. Zigbee是一种基于802.15.4的无线标准上被开发用来满足大多数无线传感ZigbeeIEEE和控制应用的独特需求。
Zigbee简介ZigBee（紫蜂）技术是一种低复杂度、低耗电、低数据传输速率、低成本、高可靠且便于组网的双向短距无线通讯技术。
早期曾被称“HomeRF Lite”、“RF- EasyLink”或“fireFly”无线电技术，现统称为ZigBee技术。
它是基于IEEE批准通过一个无线个人区域网标准研制开发的，主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。
ZigBee协议栈是基于IEEE802.15.4的无线网络标准的，将IEEE 802.15.4与ZigBee技术对比，IEEE802.15.4定义了物理层（PHY)和介质访问层（MAC），而ZigBee联盟则在IEEE 802.15.4的基础上定义了网络层（NWK)和应用层（API)。
其中，PHY层主要功能是启动和关闭无线收发器、信道选择、能量监测、链路质量监测、清除信道评估以及通过物理介质对数据包进行发送和接收。
MAC层是信标管理、行道接入、时隙管理、发送确认帧、发送连接及断开请求。
并且，MAC层还为应用合适的安全机制提供了一些方法。
网络层主要用于建立和维护网络连接。
它独立处理传入数据的请求、关联、解除关联和孤立通知请求。
应用层主要为ZigBee技术的实际应用提供一些应有框架模型等，以便对ZigBee技术进行开发应用。
ZigBee无线网络根据不同的需要可采用星状、串状、网状三种不同类型的网络配置，每种配置是由一个协调器（Coordinator)、多个路由器(Router)和多个终端设备节点（End device）组成。
Coordinator和Router均为实现了一组很多服务的全功能设备（Full Function Device,FFD)，终端设备可以为FFD或简化功能设备（RFD）。
一个网络配置仅有一个唯一的协调器负责与所控制的子节点通信，汇集数据和管理发布控制，路由器主要起到通信路由和网络扩展的功能。
其中Coordinator节点是发起网络的，它等待着Router和End —device节点的加入。
zigbee技术简介第一篇：ZigBee技术简介ZigBee技术是一种基于IEEE 802.15.4标准的低功耗、短距离、无线网络技术，它可以支持广泛的应用场景，例如智能家居、智能城市、工业自动化、医疗保健等。
相比于传统的无线网络技术，如WiFi和蓝牙，ZigBee技术具有以下优势：1. 低功耗：ZigBee设备的电池寿命通常可以达到数月甚至数年，这使其非常适合那些无法方便更换电池的应用场景。
2. 短距离：ZigBee技术适用于局部网络，其通信距离通常在10-100米之间，这减少了通信延迟和能量损耗，同时也提高了通信安全性。
3. 开放标准：ZigBee技术是一个开放的标准，许多公司都可以使用相同的标准来开发和生产设备，这降低了开发成本和市场风险，同时也促进了设备互操作性。
ZigBee技术可以支持多种网络拓扑结构，包括星型、树型和网状结构，其中网状结构最为常见。
在网状结构中，所有设备都可以互相通信，这提高了网络的可扩展性和可靠性。
另外，ZigBee设备也可以进行自组网，这意味着设备可以自动加入网络，让用户部署和管理网络变得更加容易。
除了标准的ZigBee技术，还有一些衍生的协议和标准，例如ZigBee Pro、ZigBee IP、ZigBee Light Link等。
这些协议和标准可以满足不同的应用场景需求，例如ZigBee Pro主要用于工业自动化和安防系统，ZigBee IP用于IPv6网络，ZigBee Light Link用于智能家居照明控制。
总的来说，ZigBee技术是一种非常适合物联网应用的无线网络技术，它具有低功耗、短距离、开放标准等优势，可以帮助用户快速连接物联网设备，实现智能化控制和管理。
第二篇：ZigBee和蓝牙的区别ZigBee和蓝牙都是无线技术，它们之间有什么区别呢？以下是一些常见的区别：1. 适用场景不同蓝牙技术适用于需要高速传输和连接范围较小的场景，例如音频传输、手机、平板电脑和笔记本电脑等，它的通信距离通常在10米左右。
ZigBee：无线技术，低功耗传感器网络加里莱格美国东部时间2004年5月6日上午12:00技师（工程师）们在发掘无线传感器的潜在应用方面从未感到任何困难。
例如，在家庭安全系统方面，无线传感器相对于有线传感器更易安装。
而在有线传感器的装置通常占无线传感器安装的费用80%的工业环境方面同样正确（适用）。
而且相比于有线传感器的不切实际甚至是不肯能而言，无线传感器更具应用性。
虽然，无线传感器需要消耗更多能量，也就是说所需电池的数量会随之增加或改变过于频繁。
再加上对无线传感器由空气传送的数据可靠性的怀疑论，所以无线传感器看起来并不是那么吸引人。
一个低功率无线技术被称为ZigBee，它是无线传感器方程重写，但是。
一个安全的网络技术，对最近通过的IEEE 802.15.4无线标准（图1）的顶部游戏机，ZigBee的承诺，把无线传感器的一切从工厂自动化系统到家庭安全系统，消费电子产品。
与802.15.4的合作下，ZigBee提供具有电池寿命可比普通小型电池的长几年。
ZigBee设备预计也便宜，有人估计销售价格最终不到3美元每节点，。
由于价格低，他们应该是一个自然适应于在光线如无线交换机，无线自动调温器，烟雾探测器和家用产品。
（图1）虽然还没有正式的规范的ZigBee存在（由ZigBee联盟是一个贸易集团，批准应该在今年年底），但ZigBee的前景似乎一片光明。
技术研究公司In-Stat/MDR 在它所谓的“谨慎进取”的预测中预测，802.15.4节点和芯片销售将从今天基本上为零，增加到2010年的165万台。
不是所有这些单位都将与ZigBee结合，但大多数可能会。
世界研究公司预测的到2010年射频模块无线传感器出货量4.65亿美量，其中77％是ZigBee的相关。
从某种意义上说，ZigBee的光明前途在很大程度上是由于其较低的数据速率20 kbps到250 kbps的，用于取决于频段频率（图2），比标称1 Mbps的蓝牙和54的802.11g Mbps的Wi - Fi的技术。
