传感器应用技术 zigbee通信技术及协议 zigbee通信技术及协议.pptx

Zigbee communication technology and protocol zigbee通信技术及协议 课程组: 梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰 Sensors application technology 1. 基础知识 2. 教学重点与难点 3. Zigbee通信技术及协议 4. 应用分析 课程内容 Course Contents 1. 基础知识 2. 教学重点与难点 3. Zigbee通信技术及协议 4. 应用分析 课程内容 Course Contents 1. 基础知识 Zigbee技术 Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。 Zigbee技术特点 ZigBee可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传输距离在10-75m的范围内,具有如下特点： 低功耗：发射功率仅为1mW，而且采用了休眠模式 成本低：ZigBee协议是免专利费的 时延短：典型的搜索设备时延30ms，休眠激活的时延是15ms，活动设备信道接入的时延为15ms。 网络容量大：一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备， 可靠：采取了碰撞避免策略及完全确认的数据传输模式 安全：提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能，支持鉴权和认证， 采用了AES-128的加密算法 1. 基础知识 1. 基础知识 2. 教学重点与难点 3. Zigbee通信技术及协议 4. 应用分析 课程内容 Course Contents Zigbee通信技术与协议 教学目的 1、掌握Zigbee技术概念 2、理解Zigbee技术及通信协议 3、了解常用Zigbee芯片的特点 4、学会采用Zigbee技术的组网应用。 教学重点： 1、 Zigbee技术概念； 2、 Zigbee无线传感网络的应用。 教学难点： 1、 Zigbee技术及通信协议 2、 Zigbee无线传感网络的组网技术 Zigbee通信技术与协议 1. 基础知识 2. 教学重点与难点 3. Zigbee通信技术及协议 4. 应用分析 课程内容 Course Contents ZigBee协议栈基于标准的OSI七层模型，但只是在相关的范围来定义一些相应层来完成特定的任务。IEEE802.15.4—2003标准定义了物理层(PHY层)和媒介层(MAC层)。ZigBee联盟在此基础上建立了网络层(NWK层)以及应用层(APL层)的框架(framework)。APL层又包括应用支持子层(ApplicationSupport Sub—layer，APS)、ZigBee的设备对象(ZigBeeDevice 0bjects。ZD0)以及制造商定义的应用对象。 Zigbee的通讯协议 ZigBee网络有以下三种组网方式，星型网、簇型网和网状网。其中红色和黄色的节点（路由节点和协调员节点）才具有转发功能，由他们构建网络框架。 Zigbee网络的拓扑结构 ZigBee的数据速率比较低，应该聚焦于一些低速率的应用，比如—传感和控制 ZigBee在可靠性方面有很多进行保证： 首先是物理层采用了扩频技术； MAC层和应用层(APS部分)有应答重传功能，MAC层的CSMA机制使节点发送之前先监听信道； 网络层采用了网状网的组网方式； 引入—频率捷变(frequency agility)，当ZigBee网络受到外界干扰无法正常工作时，整个网络可以动态的切换到另一个工作信道上。 由于使用直接扩频而不是跳频技术，从休眠到重新接入信道的时间很快。 ZigBee的底层采用了直扩技术，支持可靠性很高的网状网的路由，因此可以布设范围很广的网络。 Zigbee网络的性能分析 1. 基础知识 2. 教学重点与难点 3. Zigbee通信技术及协议 4. 应用分析 课程内容 Course Contents CC2530是专门针对IEEE 802.15.4和Zigbee应用的单芯片解决方案，支持Zigbee / Zigbee PRO , Zigbee RF4CE, 6LoWPAN, WirelessHART 及其他所有基 于802.15.4标准的解决方案； 采用了CC2