无线接入技术_Zigbee技术

无线接入技术——ZigBee技术无线接入技术2ZigBee技术简介—ZigBee是什么？无线接入技术3ZigBee技术简介—短程无线网络标准无线接入技术4ZigBee和802.15.4标准都适合于低速率数据传输，最大速率为250K，与其他无线技术比较，适合传输距离相对较近；ZigBee无线技术适合组建WPAN网络，就是无线个人设备的联网，对于数据采集和控制信号的传输是非常合适的。ZigBee技术的应用定位是低速率、复杂网络、低功耗和低成本应用。ZigBee技术简介—短程无线网络标准无线接入技术5ZigBee堆栈是在IEEE802.15.4标准基础上建立的，从下往上依次是物理层，MAC层，网络/安全层，应用支持子层，应用层。物理层MAC层网络层安全层应用层应用支持子层ZigBee联盟IEEE802.15.4用户硬件实现ZigBee平台通信栈应用层无线接入技术6ZigBee协议层作用物理层MAC层网络/安全层支持/应用层作用：作用：作用：作用：物理层是协议的最底层，承付着和外界直接作用的任务。主要目的：控制RF收发器工作。负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束确认模式的数据传送和接收。建立新网络，保证数据的传输。对数据进行加密，保证数据的完整性。应用支持层根据服务和需求使多个器件之间进行通信。应用层主要根据具体应用由用户开发。无线接入技术7ZigBee采取了IEEE802.15.4强有力的无线物理层所规定的全部优点；ZigBee增加了逻辑网络、网络安全和应用软件，更加适合于产品技术的一致化，利于产品的互连互通；ZigBee继续与IEEE紧密结合，以保证向市场提供一种完整的集成解决方案。无线接入技术8ZigBee技术简介—短程无线网络标准无线接入技术9ZigBee和802.15.4标准都适合于低速率数据传输，最大速率为250K，与其他无线技术比较，适合传输距离相对较近；ZigBee无线技术适合组建WPAN网络，就是无线个人设备的联网，对于数据采集和控制信号的传输是非常合适的。ZigBee技术的应用定位是低速率、复杂网络、低功耗和低成本应用。ZigBee技术简介—短程无线网络标准无线接入技术10ZigBee技术简介—无线网络标准的比较无线接入技术11ZigBee无线的传输带宽在20-250KB/s范围，适合传感器数据采集和控制数据的传输；ZigBee无线可以组建大规模网络，网络节点容量达到65535个，具有非常强大的组网优势；ZigBee技术特有的低功耗设计，可以保证电池工作很长时间。ZigBee技术简介—无线网络标准的比较无线接入技术12ZigBee技术在低功耗、低成本和组网能力具有无可比拟的应用优势。ZigBee技术简介—ZigBee技术优势无线接入技术13ZigBee技术简介—频带和带宽ZigBee无线可使用的频段有3个，分别是2.4GHz的ISM频段、欧洲的868MHz频段、以及美国的915MHz频段，而不同频段可使用的信道分别是16、1、10个；ZigBee在中国采用2.4G的ISM频段，是免申请和免使用费的频率，在2.4G的频段上具有16个信道，带宽为250K。无线接入技术14ZigBee技术简介—无线信道ZigBee在2.4G的频段上具有16个信道，从2.405GHz—2.480GHz间分布，信道间隔是5M，具有很强的信道抗串扰能力。无线接入技术15网络协调器全功能设备(FFD,Router):可以支持任何一种拓扑结构，可以作为网络协商者和普通协商者，并且可以和任何一种设备进行通信精简功能设备(RFD)：只支持星型结构，不能成为任何协商者，可以和网络协商者进行通信，实现简单。星型网状型簇状型ZigBee技术简介—网络结构无线接入技术16ZigBee技术具有强大的组网能力，可以形成星型、树型和MESH网状网，可以根据实际项目需要来选择合适的网络结构；MESH网状网络拓扑结构的网络具有强大的功能，网络可以通过“多级跳”的方式来通信；该拓扑结构还可以组成极为复杂的网络；网络还具备自组织、自愈功能；星型和族树型网络适合点多多点、距离相对较近的应用。ZigBee技术简介—网络结构无线接入技术17网络协调器：包含所有的网络消息，是3种设备类型中最复杂的一种，存储容量最大、计算能力最强。发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节点间的路由消息、不断地接收信息。全功能设备(FFD)：可以担任网络协调者，形成网络，让其它的FFD或是精简功能装置（RFD）连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输。•附带由标准指定的全部802.15.4功能和所有特征•更多的存储器、计算能力可使其在空闲时起网络路由器作用。•也能用作终端设备精简功能设备(RFD)：RFD只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。•附带有限的功能来控制成本和复杂性•在网络中通常用作终端设备。•ZigBee相对简单的实现自然节省了费用。RFD由于省掉了内存和其他电路，降低了ZigBee部件的成本，而简单的8位处理器和小协议栈也有助于降低成本。ZigBee技术简介—网络设备类型无线接入技术18设备类型拓扑类型可否成为网络协调器通话对象全功能器件（FFD）星形，树形，网状可以任何ZigBee设备简化功能器件（RFD）星形不可以只能与协调器通话ZigBee技术简介—网络设备功能ZigBee网络协调器也就是网络的中心节点；ZIGBEE全功能设备(FFD)也就是网络中的路由或中继；精简功能设备(RFD)也就是网络中的终端节点。无线接入技术19ZigBee技术简介—传输类型周期性数据：传感器数据、水电气表数据、仪器仪表数据间段性数据：工业控制命令、远程网络控制、家用电器控制反复性低反应时间数据：如鼠标键盘数据、操作杆的数据无线接入技术20ZigBee技术简介—应用条件设备成本低、传输的数据量小设备体积小，不便放置较大的充电电池或者电源模块没有充足的电源支持，只能使用一次性电池需要较大范围的通信覆盖，网络中的设备非常多，但仅仅用于监测或控制无线接入技术21ZigBee技术简介—应用项目无线接入技术22ZigBee技术简介—应用项目无线接入技术23ZigBee技术优势无线接入技术24ZigBee技术优势—与FSK电台的比较无线接入技术25ZigBee技术优势—与蓝牙的比较无线接入技术26ZigBee技术优势—与WLAN共存ZIGBEE和WLAN共同工作在2.4G的频段，利用ZIGBEE的#15、#20、#25和#26信道，可有效避免与802.11b的信#1、#6、#11信道的相互干扰。无线接入技术27ZigBee技术优势—通信可靠性保证无线接入技术28ZigBee技术优势—通信可靠性保证无线接入技术29ZigBee技术优势—通信可靠性保证无线接入技术30ZigBee技术优势—通信可靠性保证无线接入技术31ZIGBEE技术的抗干扰设计ZIGBEE在物理层采用高处理增益的直序/频率快变DS/FA技术（DirectSequence/FrequencyAgility）；ZIGBEE的处理增益最大，抗干扰和抗多径时延扩展的能力也越强；ZIGBEE具备的频率快变就是改变频率，以避开从一个已知干扰源或信号源来的影响的能力；实验证明IEEE802.15.4/ZigBee的误码率，特别是在信噪比为4dB的情况下可达到10-9；达到同样误码率，蓝牙/802.15.1信噪比要达16dB，802.11b要达10dB，ZIGBEE的抗干扰性能明显高于蓝牙和WLAN技术。ZigBee技术优势—通信可靠性保证无线接入技术32ZigBee技术优势—无线网状网无线接入技术33MESH网状网络拓扑结构的网络具有强大的功能，网络可以通过“多级跳”的方式来通信；Mesh是一种特殊的、按接力方式传输的点对点的网络结构，其路由可自动建立和维护；MESH网络机构还可以组成极为复杂的网络，具有很大的路由深度和网络节点规模；MESH网络还具备自组织、自愈功能。ZigBee技术优势—无线网状网无线接入技术34ZigBee技术应用—结合GPRS的无线数据传输无线接入技术35系统概述利用GPRS网络传输基于Zigbee无线传感器汇节点数据的完整无线网络设计，网络采用星型或MESH网状网络拓扑和需求时唤醒Zigbee模块的通信方式，有效降低了每个Zigbee传感器节点的功耗，减少了传感器节点向汇节点上报数据时相互碰撞的概率，并利用GPRS网络传输汇节点的数据，改变了传统无线传感器网络需要依托有线公共网络进行数据传输的限制，使网络具有非常显著的优点；利用ZIGBEE技术优势组建无线传感器网络数据传输网，并可以按照区域布置不同的汇接点，这个汇接点就是ZIGBEE的中心节点；远程管理中心通过GPRS等公共信道与ZIGBEE网络实现远程通信，通过GPRS网络获取采集到的相关信息，实现对现场的有效控制和管理。ZigBee技术应用—结合GPRS的无线数据传输无线接入技术36系统应用无线传感器网络WSN远程数据采集远程控制网络远程监测监控系统远程集抄系统ZigBee技术应用—结合GPRS的无线数据传输无线接入技术37ZigBee技术应用—仓库监测无线接入技术38ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术；ZigBee采取了IEEE802.15.4强有力的无线物理层所规定的全部优点：省电、简单、成本又低的规格。ZigBee技术应用—仓库监测无线接入技术39ZigBee技术应用—医疗监护无线接入技术40ZigBee技术应用—医疗监护系统概述利用ZIGBEE技术组成一个网状路由网络，在楼道设置合适的路由节点，进行数据的中转；房间内的呼叫节点采用星型网络连接，由其中一个节点作为ZIGBEE路由器，负责与中心网络的连接和数据中继转发；所有的ZIGBEE路由器组成一个蜂窝网状网络，再与ZIGBEE中心节点连接，中心节点设置在管理中心，构建成一个完整的ZIGBEE无线网络，是个通信非常可靠的网络结构。系统应用医院医疗监护医疗仪器数据采集无线接入技术41ZigBee技术应用—安防报警ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术；ZigBee采取了IEEE802.15.4强有力的无线物理层所规定的全部优点：省电、简单、成本又低的规格。无线接入技术42ZigBee技术应用—无线点餐无线接入技术43ZigBee技术应用—无线点餐系统概述餐厅ZigBee无线节点网络，通过在餐厅、吧台、厨房、收银台、处理中心部署的ZigBee节点设备构成了完整的无线通讯网络，实现了信息处理的自动化；内置无线ZIGBEE通信模块的手持点餐终端，服务员通过手持的点餐终端处理顾客的点单，用户订单通过终端和大厅内的ZigBee网络自动的上传到厨房和收银台；无线通信系统的ZIGBEE中心节点、无线ZIGBEE路由和无线点餐终端，够构成一个蜂窝状的通信网络，任何一个节点以多调方式实现通信。其中任何一个ZIGBEE路由器，负责与中心网络的连接和数据中继转发；所有的ZIGBEE路由器组成一个蜂窝网状网络，再与ZIGBEE中心节点连接，中心节点设置在总服务台，构建成一个完整的ZIGBEE无线网络，是个通信非常可靠的网络结构。系统应用餐厅无线点餐系统茶楼.咖啡馆.网吧.KTV娱乐场所呼叫系统无线接入技术44ZigBee技术应用—智能交通无线接入技术45ZigBee技术应用—智能交通无线接入技术46系统概述采用ZIGBEE和太阳能结合的无线控制系统，无须挖路布设控制线路，各设备之间实现无线自动组网连接，既降低了系统安装成本，更重要的是避免了传统安装方式对交通干扰所带来的经济损失，而且也避免了由于城市快速发展，道路拓展等变化对原有预埋管线的干扰。系统应用路口交通信号灯控制远程交通信号控制道路信息采集不停车收费系统ZigBee技术应用—智能交通无线接入技术47ZigBee技术应