ZigBee协议框架 点击:403 | 回复:0



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发表于:2018-10-06 14:29:58
楼主

 Zigbee是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的组网、安全和应用软件方面的技术标准。与其他无线标准如802.11或802.16不同,Zigbee和802.15.4以250Kbps的最大传输速率承载有限的数据流量。ZigBee V1.0版本的网络标准连同灯光控制设备描述已于2004年底推出,其它应用领域及相关设备的描述也会在随后的时间里陆续发布。如图1所示。

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图1ZigBee协议框架

  在标准规范的制订方面,主要是IEEE 802.15.4小组与ZigBee Alliance两个组织,两者分别制订硬件与软件标准,两者的角色分工就如同IEEE 802.11小组与Wi-Fi之关系。在IEEE 802.15.4方面,2000年12月IEEE成立了802.15.4小组,负责制订MAC与PHY(物理层)规范,在2003年5月通过802.15.4标准,802.15.4任务小组目前在着手制订802.15.4b标准,此标准主要是加强802.15.4标准,包括:解决标准有争议的地方、降低复杂度、提高适应性并考虑新频段的分配等。ZigBee建立在802.15.4标准之上,它确定了可以在不同制造商之间共享的应用纲要。802.15.4仅仅定义了实体层和介质访问层,并不足以保证不同的设备之间可以对话,于是便有了ZigBee联盟。

ZigBee兼容的产品工作在IEEE802.15.4的PHY上,其频段是免费开放的,分别为2.4GHz(全球)、915MHz(美国)和868MHz(欧洲)。采用ZigBee技术的产品可以在2.4GHz上提供250kbit/s(16个信道)、在915MHz提供40kbit/s(10个信道)和在868MHz上提供20kbit/s(1个信道)的传输速率。传输范围依赖于输出功率和信道环境,介于10m到100m之间,一般是30m左右。由于ZigBee使用的是开放频段,已有多种无线通讯技术使用。因此为避免被干扰,各个频段均采用直接序列扩频技术。同时,PHY的直接序列扩频技术允许设备无需闭环同步。

  在这3个不同频段,都采用相位调制技术,2.4GHz采用较高阶的QPSK调制技术以达到250kbit/s的速率,并降低工作时间,以减少功率消耗。而在915MHz和868MHz方面,则采用BPSK的调制技术。相比较2.4GHz频段,900MHz频段为低频频段,无线传播的损失较少,传输距离较长,其次此频段过去主要是室内无绳电话使用的频段,现在因室内无绳电话转到2.4GHz,干扰反而比较少。

  在MAC层上,主要沿用WLAN中802.11系列标准的CSMA/CA方式,以提高系统兼容性,所谓的CSMA/CA是在传输之前,会先检查信道是否有数据传输,若信道无数据传输,则开始进行数据传输,若产生碰撞,则稍后一段时间重传。

  在网络层方面,ZigBee联盟制订可以采用星形和网状拓扑,也允许两者的组合,称为丛集树状。根据节点的不同角色,可分为全功能设备(Full-FunctionDevice;FFD)与精简功能设备(Reduced-Function Device;RFD)。相较于FFD,RFD的电路较为简单且存储体容量较小。FFD的节点具备控制器(Controller)的功能,能够提供数据交换,而RFD则只能传送数据给FFD或从FFD接收数据。


1分不嫌少!


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