基于ZigBee构建短距离无线网络


ZigBee技术主要应用于无线个域网(WPAN)，是基于IEEE 802.15.4无线标准研制开发的。IEEE 802.15.4定义了两个底层，即物理层和媒体接入控制(Media Access Control，MAC)层，ZigBee联盟则在IEEE 802.15.4的基础上定义了网络层和应用层。ZigBee联盟成立于2001年8月，该联盟由Invensys、三菱、摩托罗拉、飞利浦等公司组成，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，其目标市场是工业、家庭以及医学等需要低功耗、低成本、对数据传输速率和QoS(服务质量)要求不高的无线通信应用场合。

ZigBee这个名字来源于蜂群的通信方式：蜜蜂之间通过跳Zigzag形状的舞蹈来交互消息，以便共享食物源的方向、位置和距离等信息。与其它无线通信协议相比，ZigBee无线协议复杂性低、对资源要求少，主要包括以下特点。

首先是低功耗，由于工作周期短、收发信息功耗较低以及采用了休眠机制，ZigBee终端仅需要两节普通的五号干电池就可以工作六个月到两年。

其次是低成本，由于协议简单且所需的存储空间小，这极大降低了ZigBee的成本，每块芯片的价格仅2美元，而且ZigBee协议的使用是免专利费的。

此外，系统通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。设备搜索时延通常为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms。这样一方面节省了能量消耗，另一方面更适用于对时延敏感的场合，例如一些应用在工业上的传感器就需要以毫秒级的速度获取信息，以及安装在厨房内的烟雾探测器也需要在尽量短的时间内获取信息并传输给网络控制者，从而阻止火灾的发生。

覆盖范围方面，在不使用功率放大器的前提下，ZigBee节点的有效传输范围一般为10～75m，能覆盖普通的家庭和办公场所。

由于ZigBee采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，从而避免了发送数据时的竞争和冲突。MAC层采用完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息，保证了节点之间传输信息的高可靠性。

ZigBee的出现将给人们的工作和生活带来极大的方便和快捷。由于其具有低功耗、低速率、低成本的技术优势，因此适合的应用领域主要有：家庭和建筑物的自动化控制、消费性电子设备、PC外设、工业控制、医疗设备控制以及交互式玩具等。

  1. 无线网状网、Zigbee、RFID三种技术分析
  2. 工业无线Mesh网络促进ZigBee标准的应用

相关内容