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1、ZigBee技术及其应用低压电器(2005№7)计算机及ZigBee技术及其应用PLC应用江修波(福州大学电气工程与自动化学院,福建福州350002)摘要:介绍了具有低速率、低成本、低功耗的特点,基于IEEE802.15.4的无线通信协议———ZigBee及其技术,阐述了ZigBeeMesh的主要技术特征和组网方式,并综述了ZigBee技术在家居控制、楼宇自动化和工业自动化领域的应用特点。关键词:ZigBee技术;Mesh网络;家居控制;楼宇自动化;工业自动化作者:江修波中图分类号:TP393.03文献标识码:A文章编号:100125531(2005)0720027203(19602)
2、,男,讲师,主要研究方向为电ZigBeeTechnologyandItsApplication工电子新技术及其应用。JIANGXiu2bo(CollegeofElectricalEgineeringandAutomation,FuzhouUniversity,Fuzhou350002,China)Abstract:BasedonIEEEStandard802.15.4,withcharacteristicsoflow2rate,low2cost,andlow2power,thewirelesscommunicationprotocolZigBeewasintroduced,themai
3、ntechnicalfeaturesandconfigurationmodeofZigBeeMeshwereexpounded,theapplicationspecialitiesofZigBeeinhomecontrol,buildingautomationandindustryautomationweresummarizedinthispaper.Keywords:ZigBeetechnology;Meshnetwork;homecontrol;buildingautomation;industryautoma2tion0引言1ZigBee技术为满足小型、低成本设备的无线联网要求,
4、ZigBee是基于IEEE802.15.4的无线通信协2000年12月IEEE成立了IEEE802.15.4工作议,它是一种短距离、低功耗协议,专用于小型设组,致力于定义一种适于固定、便携或移动设备使备如温度调节装置、照明控制器、镇流器、环境检用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线连接测传感器与医疗设备等,其低功耗可使设备电池技术———ZigBee技术。ZigBee联盟成立于2002使用寿命达到6个月至2年。年8月,由英国Invensys公司、日本三菱电气公一个基于ZigBee的无线个域网(WPAN)能司、美国摩托罗拉公司、荷兰飞利浦半导体等公司支持高达254个节点,外加一个全功能器件
5、,即可组成,迄今已吸引了上百家芯片公司、无线设备公实现双向通信。ZigBee技术的较低数据速率以及司及产品开发商,将主要侧重于:①定义网络、安较小通信范围的特点决定了ZigBee技术适于承全以及应用软件层的协议;②为ZigBee设备提供载数据量较小的业务。互操作与一致性测试;③促进ZigBee技术在全球1.1ZigBee协议结构的推广;④有效管理该技术的发展。ZigBee的协议结构如图1所示,它由高层应ZigBee是一种低使用成本、商业型的应用技用规范、会聚层、网络层、数据链路层和物理层组术,其无线装置减少了传统电气工程施工费用,解成。IEEE802.15.4工作组主要负责制定物理层决
6、了现场安装困难的问题;其采用数字技术,消除和MAC层的协议,其余协议主要参照和采用现有了传统无线技术的不可靠性及其他技术问题。因的标准。此,随着ZigBee技术的不断完善,它将成为当今1.2物理层最先进的数字化无线技术。IEEE802.15.4定义了2.4GHz和868/915—27—©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net低压电器(2005№7)ZigBee技术及其应用915MHz频段(902～928MHz)被划分为10个信道,数据传输速率
7、为20kb/s;868MHz频段(868.3MHz)有1个信道,数据传输速率为20kb/s,码元速率为20kbuad。上述波段均采用了差分编码的二进制移相键控(BPSK)调制,用码片长度为15的M序列直接扩频。1.3MAC层IEEE802系列标准将数据链路层分成逻辑链路控制(LogioclLinkControl,LLC)和媒介接入控图1ZigBee的协议结构制(MediaAccessControl,MAC)两个子层。其中,LLC子层在IEEE8
