无线低速网络IEEE 802.15.4Zigbee技术.ppt

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1、无线低速网络IEEE802.15.4/Zigbee技术无线通信的发展趋势大多数无线通信技术致力于提供更高的传输速率、更大的吞吐量。但很多应用场合只需要简单的无线连接，它们对吞吐量要求不高，通信距离也不远，但对功耗和成本非常敏感，例如：工业应用农业应用车载通信家居应用医疗设备ZigBee联盟Zigbee联盟是一个由多家企业建立的联合组织，其目标是以全球开放标准为基础，定义一个适用于监视和控制应用的低成本、低功耗、可靠的无线解决方案。Zigbee联盟的业务包括提供互操作性标准、进行认证与测试、授权使用Zig

2、bee商标等。IEEE802.15工作组UWBZigbee无线个域网各项技术对比各种无线标准的市场定位SHORTLONGLOWHIGHPANLANTEXTGRAPHICSINTERNETHI-FIAUDIOSTREAMINGVIDEODIGITALVIDEOMULTI-CHANNELVIDEOBluetooth1Bluetooth2ZigBee802.11b802.11a/HL2&802.11gZigBee/IEEE802.15.4的市场定位低功耗低成本较低的吞吐量支持

3、大规模网络（<=65000个节点）对服务质量（QoS）不太敏感灵活的通信协议，能够适用于多种场合ZigBee技术应用场景PERSONALHEALTHCAREZigBeeLOWDATA-RATERADIODEVICESHOMEAUTOMATIONCONSUMERELECTRONICSTVVCRDVD/CDRemotecontrolsecurityHVAClightingclosuresPC&PERIPHERALSconsolesportableseducationalTOYS&GAMESINDUSTRI

4、AL&COMMERCIALmonitorssensorsautomationcontrolmousekeyboardjoystickmonitorsdiagnosticssensors各种无线标准的技术定位101001,00010,000101001,00010,000100,000BandwidthkbpsGSM802.11a/gGPRSEDGE20002003-42005Bluetooth3GHiperLAN/2Bluetooth2.0RangeMeters802.11bZigBeeWiMediaB

5、luetooth1.5ZigBee/802.15.4协议结构物理层MAC层网络层应用层IEEE802.15.4定义ZigBee联盟定义ZigBee协议栈ZigBee与IEEE802.15.4之间的关系ZigBee使用IEEE802.15.4所定义的物理层和MAC层技术。ZigBee在IEEE802.15.4的基础上添加网络层、应用层、安全等技术。Zigbee联盟在应用层定义了多个剖面（Profile），不同的Profile面向不同的应用进行定制。典型的Profile有：智能家居健康监护远程控制……Zig

6、Bee联盟与IEEE密切合作，一起提供完整的WPAN市场解决方案。ZigBee/802.15.4技术概况支持的数据传输速率：250kbps,20kbps和40kpbs星型或点对点传输支持低时延设备支持竞争式信道接入机制对入网设备进行动态地址分配支持确认帧机制，保障传输的可靠低功耗可工作在2.4GHzISM波段的16个频点，915MHzISM波段10个频点，欧洲868MHz频段的1个频点极低的占空比(<0.1%)IEEE802.15.4基础802.15.4是为轻量级无线网络设计的一个简单的数据包传输协议。

7、信道接入方法采用CSMA-CA机制（CarrierSenseMultipleAccesswithcollisionavoidance）和可选的时隙（timeslotting）机制。消息确认机制和可选的信标帧结构。多层次安全机制能够在电池供电的情况下长时间运行。IEEE802.15.4设备类型802.15.4中将设备分为两类：全功能设备：fullfunctiondevice(FFD)简化功能设备：reducedfunctiondevice(RFD)FFD能够在网络中承担三种角色普通设备协调器（或路由器）P

8、AN协调器RFD在网络中只能承担一种角色：普通设备FFDvsRFD全功能设备(FFD)可以用来构建任意拓扑结构的网络能够担任网络协调器既能与RFD通信，也能与其它FFD通信简化功能设备(RFD)只能用来构建星型网络无法担任网络协调器只能与FFD进行通信实现起来非常简单，适合于能量和资源受限的设备星型拓扑结构全功能设备(FFD)简化功能设备(RFD)数据流主/从关系网络协调器点到点拓扑结构数据流全功能设备(FFD)点到点（Mesh型）树型混合