Zigbee无线通信模块1

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1、Zigbee:全新无线网络数据通信技术Zigbee 技术是随着工业自动化对于无线通信和数据传输的需求而产生的， Zigbee 网络省电、可靠、成本低、容量大、安全，可广泛应用于各种自动控制 领域。Zigbee 的由来：在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许 多缺陷。对工业，家庭自动化控制和遥测遥控领域而言，蓝牙技术显得太复杂， 功耗大，距离近，组网规模太小等，而工业自动化对无线通信的需求越来越强烈。正因此，经过人们长期努力，Zigbee协议在2003年中通过后，于2004 正式问世了。Zigbee 是什么：Zigbee 是一个由可多到 65000 个无线数传模块组成

2、的一个无线数传网络平 台，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个Zigbee网络数传 模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信； 每个网络节点间的距离可以从标准的 75 米，到扩展后的几百米，甚至几公里； 另外整个 Zigbee 网络还可以与现有的其它的各种网络连接。例如，你可以通过 互联网在北京监控云南某地的一个 Zigbee 控制网络。不同的是， Zigbee 网络主要是为自动化控制数据传输而建立，而移动通信 网主要是为语音通信而建立；每个移动基站价值一般都在百万元人民币以上，而 每个Zigbee基站却不到1000元人民币;每个Zigbee网络节

3、点不仅本身可以与 监控对对象，例如传感器连接直接进行数据采集和监控，它还可以自动中转别的 网络节点传过来的数据资料；除此之外，每一个Zigbee网络节点（FFD）还可 在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点 （RFD）无线连接。每个Zigbee网络节点（FFD和RFD）可以可支持多到31个的传感器和受 控设备，每一个传感器和受控设备终可以有 8 种不同的接口方式。可以采集和传 输数字量和模拟量。Zigbee 技术的应用领域：Zigbee 技术的目标就是针对工业，家庭自动化，遥测遥控，汽车自动化、 农业自动化和医疗护理等，例如灯光自动化控制，传感器的无线数据采集和监控

4、， 油田，电力，矿山和物流管理等应用领域。另外它还可以对局部区域内移动目标 例如城市中的车辆进行定位。（成都西谷曙光数字技术公司的专利技术）。通常，符合如下条件之一的应用，就可以考虑采用 Zigbee 技术做无线传输：1 需要数据采集或监控的网点多；2 要求传输的数据量不大，而要求设备成本低；3 要求数据传输可性高，安全性高；4 设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者电源模块；5 电池供电；6 地形复杂，监测点多，需要较大的网络覆盖；7 现有移动网络的覆盖盲区；8 使用现存移动网络进行低数据量传输的遥测遥控系统。9.使用GPS效果差，或成本太高的局部区域移动目标的定位应用。Zigbee 技术

5、的特点：省电：两节五号电池支持长达 6 个月到 2年左右的使用时间 可靠：采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时 隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能， 信息在整个Zigbee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输 的可靠性。时延短：针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延 都非常短。网络容量大：可支持达 65000 个节点。安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的AES-128。高保密性：64位出厂编号和支持AES-128加密Zigbee 的发展前景：Zigbee 技术和 RFI

6、D 技术在 2004 年就被列为当今世界发展最快，市场前 景最广阔的十大最新技术中的两个。关于这方面的报道，你只需在百度，或 GOOGLE搜索栏中键入Zigbee，你就会看到大量的有关报道。总之，今后若 干年，都将是Zigbee技术飞速发展的时期。Zigbee 技术在我国的应用情况：尽管，国内不少人已经开始关注 Zigbee 这们新技术，而且也有不少单位开 始涉足Zigbee技术的开发工作，然而，由于Zigbee本身是一种新的系统集成 技术，应用软件的开发必须和网络传输，射频技术和底层软硬件控制技术结合在 一起。因而深入理解这个来自国外的新技术，再组织一个在这几个方面都有丰富 经验的配套的队伍

7、，本身就不是一件容易的事情，因而，到目前为止，国内目前 除了成都西谷曙光数字技术有限公司，真正将Zigbee技术开发成产品，并成功 地用于解决几个领域的实际生产问题而外，尚未见到其它报道。Zigbee和现有移动网（GPRS，CDMA-1X）的比较：1 无网络使用费：使用移动网需要长期支付网络使用费，而且是按节点终 端的数量计算的，而Zigbee没有这笔费用；2 设备投入低：使用移动网需要购买移动终端设备，每个终端的价格在人 民币1000元上下，而使用Zigbee网络，不仅Zigbee网络节点模块（相当于基 站）费用每只人民币不到1000元，而且，主要使用的网络子节点（相当于手机） 的价格还要低

8、得多；3 通信更可靠：由于现有移动网主要是为手机通信而设计的，尽管CDMA-1X和GPRS可以进行数据通信，但实践发现，不仅通信数率比设计速率 低很多，而且数据通信的可靠信也存在一定的问题。而 Zigbee 网络则是专门为 控制数据的传输而设计的，因而控制数据的传输具有相当的保证。4 高度的灵活性和低成本：首先，通过使用覆盖距离不同，功能不同的 Zigbee网络节点，以及其它非Zigbee系统的低成本的无线收发模块，建立起一 个Zigbee局部自动化控制网，（这个网络可以是星型，树状，网状及其共同组 成的复合网结构）再通过互联网或移动网与远端的计算机相连，从而实现低成本， 高效率的工业自动化遥

9、测遥控；5.比起现有的移动网来，尽管Zigbee仅仅只是一个局域网，覆盖区域有 限，但它却可以与现有的移动网，互联网和其它通信网络相连接，将许多 Zigbee 局域网相互连成为一个整体。有效的解决移动网的盲区覆盖问题：我们知道，现 有移动网络在许多地方存在盲区，特别是铁路，公路，油田，矿山等野外，更是 如此。而增加一个移动基站或直放站的费用是相当可观的，此时使用Zigbee网 络进行盲区覆盖不仅经济有效，而且往往是现在唯一可行手段。Zigbee 与现有数传电台的比较：1. 可靠性高：由于Zigbee模块的集成度远比一般数传电台高，分离元器 件少，因而可靠性更高；2. 使用方便安全：因为集成度高

10、，比起一般数传电台来，Zigbee收法模 块体积可以做得很小，而且功耗低，例如成都西谷公司远距离传输模块（2-5公 里），最大发射电流比一个 CDMA 手机还要小许多，因而很容易集成或直接安 放在到设备之中，不仅使用方便，而且在户外使用时，不容易受到破坏；3. 抗干扰力强，保密性好，误码率低：Zigbee收发模块使用的是2.4G直 序扩频技术，比起一般FSK, ASK和跳频的数传电台来，具有更好的抗干扰能 力，和更远的传输距离；4. 免费频段：Zigbee使用的是免费频段，而许多数传电台所使用的频段 不仅需要申请，而且每年都需要向国家无委会交纳相当的频率使用费。5. 价格低：Zigbee数传模块的价格只有具有类似功能的数传电台的几分 之一；（2.4G, 250kps, 3-5公里距离DSSS数传模块每只不到1000元人民币）