基于Zigbee技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)探討

尹輝輝等

摘要：無線傳感網(wǎng)絡(luò)的無線通信技術(shù)一般采用Zigbee技術(shù)、藍(lán)牙、Wi-Fi和紅外等技術(shù)，而Zigbee技術(shù)具有低功耗、低成本的雙向無線通信技術(shù)或無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢。Zigbee技術(shù)主要用于距離短、功耗低、數(shù)據(jù)傳輸慢的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。ZigBee 的體系結(jié)構(gòu)由各模塊組成。每一模塊為其上層提供特定的服務(wù)：即由數(shù)據(jù)服務(wù)實體提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；管理實體提供所有的其他管理服務(wù)。本文從Zigbee協(xié)議、Zigbee網(wǎng)絡(luò)、Zigbee硬件支持、Zigbee專業(yè)術(shù)語、Zigbee發(fā)展前景等方面進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：Zigbee 無線傳感網(wǎng)絡(luò) 探討

中圖分類號：TP212.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）08-0000-00

1 Zigbee協(xié)議

Zigbee是在IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)建立起來的協(xié)議，定義了協(xié)議的MAC和PHY層。802.15.4定義論文物理層（PHY）和媒體訪問控制（MAC）層，而Zigbee定義了網(wǎng)絡(luò)（NWK）層以及應(yīng)用層（APL）。Zigbee聯(lián)盟是一個由285家公司聯(lián)合起來以實現(xiàn)基于一個開放的全球標(biāo)準(zhǔn)的、可靠的、低成本、低功耗、無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。

2 Zigbee網(wǎng)絡(luò)

Zigbee網(wǎng)絡(luò)包含了協(xié)調(diào)器（ZC）、路由器（ZR）和終端設(shè)備（ZE）等設(shè)備類型。協(xié)調(diào)器主要是存儲關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息，路由器的功能主要是允許其他設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)，終端設(shè)備沒有特定的維持網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的責(zé)任，但是它可以睡眠和喚醒。

3 Zigbee硬件支持

任何的軟件都需要硬件的支持，Zigbee也不例外，采用TI公司的CC2530F256芯片，是目前我國最流行且資料最全的的學(xué)習(xí)以及應(yīng)用方案。

CC2530單片機(jī)是一款完全兼容8051內(nèi)核的TI生產(chǎn)的單片機(jī)，同時還支持IEEE 802.15.4協(xié)議的曲線射頻單片機(jī)，它有三個不同的內(nèi)存器訪問總線。CC2530單片機(jī)使用單調(diào)訪問DATA、SFR和主SRAM。在基于Zigbee協(xié)議的曲線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中，天線以及巴倫匹配電路設(shè)計較為重要，對涉及射頻通路指標(biāo)是否優(yōu)良等都有較大的影響。

CC2530需要2個晶振，32MHz和32.768KHz晶振。如圖1所示。

4 Zigbee專業(yè)術(shù)語

Zigbee專業(yè)術(shù)語有“屬性”、“群集”、“設(shè)備描述”、“端點(diǎn)”、“節(jié)點(diǎn)”、“綁定”等?！皩傩浴笔侵阜磻?yīng)物理量或者狀態(tài)數(shù)據(jù)值?！叭杭焙唵蔚恼f是就是屬性的集合?！霸O(shè)備描述”是指一個大型目標(biāo)應(yīng)用的一部分，包括一個或多個群集，并且指定群集是輸入還是輸出?！岸它c(diǎn)”是指協(xié)議棧應(yīng)用層的入口?！肮?jié)點(diǎn) ”是指包含一組 ZigBee 設(shè)備，分享一個無線信道?！敖壎ā笔侵笇⑾l(fā)送到與這個端點(diǎn)相綁定的所有端點(diǎn)中，從而實現(xiàn)了綁定端點(diǎn)之間的通信。

5 Zigbee安全

Zigbee的安全是基于一個128位的AES算法，它被加入到由IEEE802.15.4提供發(fā)繞安全模式中，Zigbee的安全服務(wù)包括密鑰建立和傳輸。

6 Zigbee發(fā)展前景

ZigBee技術(shù)降低了成本，降低了功耗，其成功的關(guān)鍵在于豐富而便捷的應(yīng)用，目前ZigBee網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍非常廣泛，很多我們想象不到的地方也在使用ZigBee技術(shù)。在工業(yè)域，ZigBee技術(shù)不僅用來控制照明燈的開關(guān)，它還有一個用途是檢查高速路上照明燈的工作情況。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，一款類似于zigbee 產(chǎn)品叫WBee（wireless Bee）即無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)，是一款小數(shù)據(jù)量，短距離（6公里左右），自組網(wǎng)，低復(fù)雜度，無線傳輸設(shè)備.同時還加載了采集數(shù)據(jù)單元并采用了433MHZ的全球免授權(quán)頻段代替2.4G頻段大大增加了傳輸距離，主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

[1]張周.ZigBee技術(shù)研究及其在智能家居中的應(yīng)用[J].廈門大學(xué)，2007.

收稿日期：2015-06-20

作者簡介：尹輝輝（1995—），男，湖南邵陽人，漢，學(xué)生，本科，研究方向：電子科學(xué)與技術(shù)。