ZigBee

初识ZigBee ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术 主要适合用于自动控制和远程控制领域，会出现在各种设备。非常适合用于有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。 ZigBee又称紫蜂协议，来源于蜜蜂的八字舞(蜜蜂通过乏字形“舞蹈”与同伴传递信息）也就是说ZigBee协议可以建立类似于蜂群的通信网络. ZigBee是一-个由可多到65000个模块组成的无线网络平台，任何节点之间可以相互通信，通信距离一般在几十米左右。 特性： 低功耗:

在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月，甚至更长。相比较，蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。

低成本:

通过大幅简化协议，降低了对通信控制器的要求，每块芯片的价格远低于蓝牙或WiFi。

低速率:

ZigBee分别提供250kbps (2.4GHz)40kbps (915MHz)和20kbps ( 868MHz)的原始数据吞吐率,满足低速率传输数据的应用需求。

短时延:

ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进人网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3~10s、WIFI需要3s

高安全:

ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用访问控制清单(ACL )防止非法获取数据以及在数据转移中采用高级加密标准(AES)的对称密码加密。

ZigBee，蓝牙，WIFI对比图：

ZigBee的传输速率最低，同时其功耗，费用，技术复杂度都最低

ZigBee网络角色 协调器
在ZigBee网络中，有且只能有一个协调器，它在网络中起了网络搭建和网络维护的功能。是整个网络的中心枢纽。是等级最高的父节点。 路由器
路由器在ZigBee网络中既可以充当父节点，也可以充当子节点，有信息转发和辅助协调器维护网络的功能。 终端
终端功能只能加人网络，为最末端的子节点设备。只能与其父节点进行通信，如果两个终端之间需要通信，必须经过父节点进行多跳或者单跳通信。是网络中数量最多的节点，也是低功耗的网络设备。

网络拓扑结构： 星状网络

星状网络包含一个协调器(中心节点)和若千个路由器和终端(附属节点)组成。
该结构如下图所示:

该结构网络中，每个附属节点只能与中心节点通信，如果需要两个附属节点之间通信，必须经过中心节点进行数据转发。

树状网络

树状网络包含一个协调器，若干个路由器和终端组成。

结点之间的信息只能沿着树的路径向上传递到共同的父节点，再由共同的父节点向下转发给目的节点。

网状网络

网络中具有路由功能的设备之间都可以直接相互通信，在通信范围内不需要其他节点转发。

网络中每个结点具有重新选择路由的功能，所以当某个路由器出现故障时，网络可以自动重新组网,因此该组网方式良好的可靠性。

ZigBee应用领域：

家庭和建筑物的自动化控制:照明、空调、窗帘等家具设备的远程控制。
消费性电子设备:电视、DVD、CD机等电器的遥控。
PC外设:无线键盘、鼠标、游戏操纵杆等。

ZigBee协议：

物理层(PHY )

物理层定义了物理无线信道和MAC子层乏间的接口。
物理层数据服务从无线物理信道上收发数据。

MAC层

MAC层负责处理所有的物理无线信道访问，并产生网络信号、同步信号:提供两个对等MA C实体乏间可靠的链路。

网络层

网络层主要实现结点加^或离开网络、接收或抛弃其他节点、路由查找及传送数据等功能，支持多种路由算法。

应用层

应用层包含三部分:应用框架AF、ZigBee设备对象ZD0和应用支持APS子层。它们实现了将不同的应用对象映射到ZigBee网络层

作者：FANCYPANDAN

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