ZigBee知识介绍及网络节点的设计
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ZigBee基础知识一、ZigBee特点ZigBee技术就是一种新兴得短距离、低功耗、低成本、低数据传输率得无线通信技术。
它得主要特点如下:1)低功耗:在低功耗待机模式下,两节普通5号干电池可使用6~24个月。
2)低速率:数据传输速率只有10kb/s~ 250 kb/s,专注于低速数据传输应用。
3)低成本:因为ZigBee数据传输速率低,协议简单,降低了对通信控制器得要求,所以大大降低了成本。
4)短距离:传输距离一般介于10~100m之间,在增加RF发射功率后,亦可增加到1~3km。
这指得就是相邻节点间得距离,如果通过路由与节点间通信得接力,传输距离将可以更远。
5)短时延:Zigbee得响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。
6)容量大:Zigbee可采用星状、簇状与网状网络结构,一个主节点可管理254个子节点,同时主节点还可由上一层网络节点管理,这样可组成65000多个节点。
7)安全:ZigBee提供了数据完整性检查与鉴权功能,采用AES-128加密算法,各个应用可灵活确定其安全属性。
8)工作频段灵活:使用得频段分别为全球得2、4GHz ISM频段(16个信道)、欧洲得868MHz频段(1个信道),以及美国得915MHz频段(10个信道),均为免执照频段。
二、ZigBee工作频率表1 ZigBee工作频率表三、ZigBee得设备类型ZigBee网络支持两种功能类型得网络节点:全功能器件(Full FunctionDevice, FFD)与精简功能器件(Reduce Function Device,RFD)。
全功能器件拥有完整得协议功能,在网络中可以作为协调器(Coordinator),路由器(Router)与普通节点(Device);而精简功能器件旨在实现最简单得协议功能而设计,只能作为普通节点存在于网络中。
全功能器件可以与精简功能器件或其她得全功能器件通信,而精简功能器件只能与全功能器件通信,精简功能器件之间不能直接通信。
2010-05-05 09:25ZigBee网络基本知识接触ZB这么久了,现在才来记录下这些关于网络的基本知识,不禁觉得好笑,更可笑的是以前学习的是通信,居然对网络还这么陌生。
客观上说,这就是学校的差异;主观上说,还是自己没有真正学到东西,希望现在能补多少是多少吧。
下面内容是转载自阿元的博客的,觉得别人怎么就那么厉害呢?关键是学一点,记一点吧。
ZigBee的基础是IEEE802.15.4,这是IEEE无线个人区域网工作组的一项标准,被称作IEEE802.15.4(ZigBee)技术标准。
ZigBee不仅只是802.15.4的名字。
IEEE 仅处理低级MAC层和物理层协议,因此ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。
ZigBee联盟还开发了安全层。
point1->节点的类型在Zigbee网络中,节点分为三种类型:协调者、路由器和路由节点。
其中ZigBee 协调者(coord)为协调者节点,每各ZigBee网络必须有一个。
他的主要作用是初始化网络信息。
ZigBee 路由器(router)为路由节点,他的作用是提供路由信息。
ZigBee 终端节点(rfd为终端节点),它没有没有路由功能,完成的是整个网络的终端任务。
point2->层的概念在Zigbee中有几个层的概念是比较重要的。
ZigBee的体系结构由称为层的各模块组成。
每一层为其上层提供特定的服务:即由数据服务实体提供数据传输服务;管理实体提供所有的其他管理服务。
每个服务实体通过相应的服务接入点(SAP)为其上层提供一个接口,每个服务接入点通过服务原语来完成所对应的功能。
(1)物理层(PHY)物理层定义了物理无线信道和MAC子层之间的接口,提供物理层数据服务和物理层管理服务。
物理层内容:1)ZigBee的激活;2)当前信道的能量检测;3)接收链路服务质量信息;4)ZigBee 信道接入方式;5)信道频率选择;6)数据传输和接收。
第一章Zigbee概述1、Zigbee就是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,主要用于近距离无线连接。
2、Zigbee的特点就是功耗低、成本低、时延短、网络容量大、可靠安全。
3、常见的Zigbee芯片有CC243X系列、MC1322X系列与CC253X系列。
4、常见的Zigbee协议栈有非开源(msstatePAN)协议栈、开源(freakz)协议栈与半开源(Zstack)协议栈。
5、Zigbee软件开发平台包括IAR、Zigbee Sniffer、物理地址修改软件以及其它辅助软件。
6、Zigbee硬件开发平台采用Altium Designer进行设计。
7、简述Zigbee的定义。
答:Zigbee就是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通讯技术。
主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间,进行数据传输(包括典型的周期性数据、间歇性数据与低反应时间数据)的应用。
( Zigbee的基础就是IEEE802、15、4,但就是IEEE802、15、4仅处理低级的MAC(媒体接入控制协议)层与物理层协议,Zigbee联盟对网络层协议与应用层进行了标准化。
)8、简述无线传感器网络与Zigbee之间的关系。
答:从协议标准来讲:目前大多数无线传感器网络的物理层与MAC层都采用IEEE802、15、4协议标准。
IEEE802、15、4描述了低速率无线个人局域网的物理层与媒体接入控制协议(MAC层),属于IEEE802、15、4工作组。
而Zigbee技术就是基于IEEE802、15、4标准的无线技术。
从应用上来讲:Zigbee适用于通信数据量不大,数据传输速率相对较低,成本较低的便携或移动设备。
这些设备只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另外一个传感器,并能实现传感器之间的组网,实现无线传感器网络分布式、自组织与低功耗的特点。
9、Zigbee技术特点:低功耗、低成本、大容量、可靠、时延短、灵活的网络拓扑结构。
构建 ZigBee 网络总结概述ZigBee 是一种基于 IEEE 802.15.4 标准的无线通信协议,旨在提供低功耗、低数据率的短距离无线通信解决方案。
ZigBee 网络由一个或多个 ZigBee 设备组成,这些设备通过 ZigBee 协调器进行协调和管理。
本文将探讨构建 ZigBee 网络的关键步骤和注意事项。
步骤一:选择合适的硬件设备构建 ZigBee 网络的第一步是选择合适的硬件设备。
ZigBee 网络的设备分为三类:协调器(Coordinator)、路由器(Router)和终端设备(End Device)。
协调器是网络的主节点,负责组织和管理整个网络。
路由器允许设备之间进行中继和转发数据。
终端设备是网络中的最终节点,负责与其他设备进行通信。
在选择硬件设备时,需要考虑以下因素: - 功耗:如果是低功耗应用,选择低功耗的设备非常重要。
- 通信范围:根据项目需求选择合适的通信范围。
- 可靠性:确保设备的稳定性和可靠性。
- 成本:根据项目预算选择合适的硬件设备。
步骤二:设计网络拓扑结构在ZigBee 网络中,网络拓扑结构的设计非常重要。
常见的拓扑结构包括星型、网状和链状。
不同的拓扑结构适用于不同的应用场景。
星型拓扑结构星型拓扑结构是最简单和最常见的ZigBee 网络拓扑结构。
在星型拓扑结构中,所有设备都通过协调器进行通信。
该拓扑结构适用于需要集中管理的应用,例如家庭自动化系统。
网状拓扑结构网状拓扑结构允许设备之间进行多跳通信,提供了更强大的网络覆盖能力。
在网状拓扑结构中,路由器负责转发数据,并确保数据能够可靠地从源设备传输到目标设备。
该拓扑结构适用于需要大范围通信的应用,例如智能城市和工业自动化系统。
链状拓扑结构链状拓扑结构是一种特殊的网状拓扑结构,它只允许设备之间进行单向通信。
链状拓扑结构适用于需要按序传输数据的应用,例如传感器网络。
在设计网络拓扑结构时,需要考虑以下因素: - 设备位置:根据设备的位置选择合适的拓扑结构。