zigbee的初步学习

ZIgBee网络概述


ZigBee是一种低速无线个域网络技术，它适用于通信数据量不大，数据传输速率相对较低，分布范围较小，但对数据的安全可靠有一定的要求，而且要求成本和功耗非常低，并拥有安装使用的场合。它具有以下几个特点。

  1、较灵活的工作频段

     无线通信要占用一定的频谱，而频谱是一种政府管理的资源，使用某些频段必须取得许可。为了使用户自由地使用ZigBee设备，ZigBee选用了无须取得许可即可使用的“免注册”频段，即工业、科学、医疗（ISM）频段。为适应世界各国的不同情况，定义了2.4.GHz频段和868/915MHz频段：2.4GHz频段在世界范围内是通用的，而868/915MHz频段分别适用欧洲和北美。在2.4GHz频段里分配了16个信道，每个信道 的带宽为6MHz，数据传输速率为250kb/s；868MHz频段有一个信道，数据传输速率为20kb/s；915MHz频段里有10个信道，数据传输速率为40kb/s。我国使用的ZigBee设备是2.4GHz频段。免注册的频段和较多信道使ZigBee的使用更加方便、灵活，特别是选2.4GHz频段的设备，可以在全是的任何地方使用。而较多的信道提高了ZigBee的可用性和灵活性，在同一区域内可以有多个不同的ZigBee网络共存而互不干涉，因为它们可以选择不同的信道。

  2、对MCU的资源要求相对较低

    相对于其他的网络技术，ZigBee网络协议较为简单，可以在计算机能力和储存能力都非常有限的MCU上运行，非常适用于对成本要求苛刻的场合。这对于一些需要布置大量无线传感网络节点及领域等尤为重要。

  3、安全、可靠的数据传输

    由于无线通信是共享信道的,因此必须很好地解决网络内设备使用信道时的冲突，即媒体访问控制。zigbee在物理层和媒体访问控制层采用IEEE802.15.4协议，使用带时隙或不带时隙的载波检测多址访问与冲突避免（CSMA-CA）的数据传输方法，并与确认和数据检验等实施结合，可保证数据的可靠性传输，安全性是zigbee的另一个特点。为了提高灵活性和支持在资源匮乏的MCU上运行，zigbee支持3种安全模式。其最低的安全模式实际上无任何安全措施，而最高级的三级安全模式采用属于高级加密标准（AES）的对称密码和公开密钥。

  4、极低的功耗

     低功耗是zigbee最重要的特点。为此，引入了几种降低功耗的方法。主要的方式是采用间接数据传输，即数据的传输是由功能简单、用电池的从节点发起的，而不是由主节点轮询的，这样一来，在不需要传输数据的大部分时间，从节点可以关闭收发设备，工作在睡眠状态，从而最大限度地降低功耗。

  5、灵活的网络结构

    zigbee既支持星形结构网络，也可以是对等拓扑的网格网络；既可以单跳，也可以通过路由实现多跳的数据传输。zigbee的设备既可以使用64位的IEEE地址，也可以使用指配的16位短地址。在一个单独的zigbee网络内，可以容纳最多2（16）个设备。 

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