Zigbee：全新无线网络数据通信技术

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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，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。



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：



l 需要数据采集或监控的网点多；



l 要求传输的数据量不大，而要求设备成本低；



l 要求数据传输可性高，安全性高；



l 设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者电源模块；



l 电池供电；



l 地形复杂，监测点多，需要较大的网络覆盖；



l 现有移动网络的覆盖盲区；



l 使用现存移动网络进行低数据量传输的遥测遥控系统。



l 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。


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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RFID 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 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，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)



怎样利用Zigbee尽快产生效益：



为了让大家能更快更好的将Zigbee技术用于解决不同应用领域的实际问题，而不需要深入了解Zigbee网络本身是如何来工作的，从而大大缩短你系统集成的时间，迅速给你带来实际经济效益。



深圳无线龙公司向用户提供Zigbee无线网络平台的C51RF-3-PK套件。



C51RF-3-PK：



       深圳无线龙ZigBee 协议栈高级开发系统C51RF-3 是经济、高效、方便、快捷、可视性、可重复使用的开发工具套装，完全满足IEEE802.15.4 标准和ZigBee 技术标准的无线网络技术设计开发。



       该工具箱包含了构建多种ZigBee 网络所需的全部硬件、软件专业开发工具、文档和各



种展示、表演软件。



       并配备深圳无线龙编写、北航出版社出版的ZigBee 教《ZigBee2006无线网络与无线定位实战》



功能特点：



1、具有USB 高速下载、支持IAR 集成开发环境；



2、具有在线下载、调试、仿真功能；



3、提供ZigBee 协议栈源代码；



4、所有例子程序以源代码方式提供；



5、灵活配置。根据需求可选配多种扩展开发板；



6、开发方便、快捷、简单；



7、C51 编程。熟悉、顺手、入手快；



8、具有液晶显示。直观、明了；



9、扩展板提供各种扩展、多种传感器；



10、配套教材<<ZigBee2006无线网络与定位实战>>；



11、具有多年高频设计工程师提供专业、经验丰富技术支持；



12、功能强大的C51RF-3 仿真器。不仅可以实现对CC2430/CC2431 开发仿真调试



13、IEEE802.15.4/ZigBee 协议分析仪（选配）。



14、多种扩展板既有简单开发按键、又有液晶显示及各种传感器。不但可实现简单的CC2430/CC2431 开发，还可作于复杂的ZigBee 无线网络。



15、硬件系统、软件代码程序自主设计完成保证长期技术支持。



C51RF-3-PK 无线ZigBee 网络实验平台：




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(图片仅供参考)

一个标准的串口通信协议，用于将应用模块与你的计算机和传感器相连。如果我们的标准串口协议不能满足你具体应用的需要，原则上，我们可以根据你的具体要求加以修改。



利用这个套件，你可以完全按照有线网络连接来编制你的应用程序；将实际上的无线网络，当作一个一般的有线网络来加以利用。



这个套件，具有如下演示功能：



1． 演示Zigbee网络本身所具有的自动动态组网功能；



2． 演示网络中数据传输自动路由，以及数据如何在网络中传输的功能；



3． 显示网络无线链路连接状况，以及每个网络节点实际数据传输统计的功能，；



4． 演示整个网络的多种数据采集功能；



5． 演示控制中心对远端网络节点的控制功能；



6． 更重要的是，它除了具有如上的演示功能外，它还可用于实际网络布置中检查无线链路连接状况，对现场网络节点的具体布置效果进行评估和调整。这个套件中的每个模块提供两个USART接口，供用户直接编写自己的应用程序和它用。这样，用户可根据自己实际应用的需要，确定所需的网络节点数量和远端的具体设置后，就可以编写具体应用程序软件。当你的软件开发工作完成后，就可以直接使用我们提供的标准模块进行现场安装设置后，就可以工作了。







洪先生

qq:      973459463

电话：0755-836906345

violet089

需要的是真正的手册，不是介绍。

xarunbo

一、无线电力测控
.电力系统的变电站温度测控系统， 采用新兴ZigBee组网技术的无线测温系统，实现了对电力系统的高压和超高压母线、高压开关接点（以及人员无法接近的其他危险、恶劣环境）的温度进行实时在线检测，经过与电力自动化系统连接，在中心监控室内就可以监视运行状态，真正做到了远距离遥测，当被测点温度超过预先设定的阀值时，就发出报警信号及时提醒有关人员采取措施。
二、无线智能家庭
1、家庭无线网络是指在家庭范围内， 通过先进的无线网络技术将电脑、家电、安全、照明、娱乐、医疗监护系统互连，实现数据共享和管理，并以广域互联网为接口与外界交互信息的一种新兴的无线网络系统；   
2、通过ZIGBEE网络实现信息设备、通讯设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、保安（监控）装置等设备互联，使智能化、人性化的家居生活变成了现实；   
3、网络节点是指镶嵌在各种家电、灯具、安防监控单元、居室环境监控单元；   
4、系统包括：具备多种通讯协议转换功能，同时可通过以太网或程控电话网连接内外网和通过无线技术连同内网的网关，具备无线通讯等接口的数字家电；配有无线接口、可远程报警的家用安防传感器设备；具备无线接口的家庭灯光控制器材；可进行防盗、报警等功
三、油田无线测控
1.系 统 概 述   
   系统主要由采油场监控中心和油井无线遥测遥控主机、传感器、电机控保装置等组成，通信部分采用ZIGBEE无线网络传输；
   采油场监控中心一般设置在矿部、队部或其它监控调度部门，包括有管理计算机，ZIGBEE网络的中心节点；
   油井工作状态传感器主要有温度传感器，电压传感器，电机电流传感器，被监控开关断/合传感器，它们将油井的工作状态变换成对应的电压或电流值通过ZIGBEE通信模块送至远程智能无线RTU。
2.系 统 应 用
   油田油井测控
   远程泵站测控   
远程数据采集   
   远程监控

四、无线水利监测
系 统 概 述   
    ZigBee 无线监测网络，这一无线网络主要由分布在监测区域的各种水位计、雨量计和闸位计组成，各测量单位都配备有低成本的 ZigBee 远端节点用于无线上传数据；监测区域内也按照距离的需要分布有； ZigBee 路由节点组成了无线 ZigBee 网络，所有的水文数据都可以通过这一网络上传到 ZIGBEE 中心节点，其覆盖范围可以大范围扩展；   
ZIGBEE中心节点采集的数据需要送到水文水利监测管理中心，这可以通过 GPRS/CDMA 无线网络或 ADSL来实现；   
    各水文遥测单元根据防汛水文监测要求，安装在河流、水库的指定地点，以野外无人值守方式工作，配备一台数据采集单元、无线电台、和雨量计、水位计、风向风速计等水文监测仪表，本站可保留六个月以上数据，通过 ZIGBEE 无线通讯可受上级监测站 ( 分中心 ) 的控制，任意设定测试时段，校准机时上下一致，系统供电具有双电源系统和蓄电池以及太阳能电池，停电时太阳能电池自动供电，确保正常有效工作。对山区和距离较远的监测点，还有遥测中继站，能接受并转发信号，亦由太阳能电池供电，保持长期可靠运行。
五、无线管线监测
1.系 统 概 述   
系统利用ZIGBEE无线网络特有的技术优势，组建长链型网络，数据在网络中多跳路由传输；   
ZIGBEE中心节点是数据的汇接点，与系统管理中心连接；   
各监测点为ZIGBEE的路由节点或终端节点，负责数据的收发或路由。   
2.系 统 应 用   
石油、天然气管道监测   
城市热气管道监测   
高压线路测控   
路灯测控
六、无线医疗监护
1、系 统 概 述   
    利用ZIGBEE 技术组成一个网状路由网络，在楼道设置合适的路由节点，进行数据的中转；
    房间内的呼叫节点采用星型网络连接，由其中一个节点作为 ZIGBEE 路由器，负责与中心网络的连接和数据中继转发；
    所有的 ZIGBEE 路由器组成一个蜂窝网状网络，再与 ZIGBEE 中心节点连接，中心节点设置在管理中心，构建成一个完整的 ZIGBEE 无线网络，是个通信非常可靠的网络结构。
2、系 统 应 用   
    医院医疗监护   
    医疗仪器数据采集
七、无线安防报警
系 统 概 述   
   ZigBee 是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术；
   ZigBee 采取了 IEEE 802.15.4强有力的无线物理层所规定的全部优点 ：省电、简单、成本低等优点。
八、无线仓库监测

九、无线智能公交
智能公交主要包括车辆定位，位置信息和反馈信息的无线传输两部分。

十、无线点餐系统
1、系 统 概 述   
   餐厅 ZigBee 无线节点网络，通过在餐厅、吧台、厨房、收银台、处理中心部署的ZigBee 节点设备构成了完整的无线通讯网络，实现了信息处理的自动化；
   内置无线 ZIGBEE 通信模块的手持点餐终端，服务员通过手持的点餐终端处理顾客的点单，用户订单通过终端和大厅内的 ZigBee 网络自动的上传到厨房和收银台；
   无线通信系统的 ZIGBEE 中心节点、无线 ZIGBEE 路由和无线点餐终端，够构成一个蜂窝状的通信网络，任何一个节点以多调方式实现通信。 其中任何一个 ZIGBEE 路由器，负责与中心网络的连接和数据中继转发；
   所有的 ZIGBEE 路由器组成一个蜂窝网状网络，再与 ZIGBEE 中心节点连接，中心节点设置在总服务台，构建成一个完整的 ZIGBEE 无线网络，是个通信非常可靠的网络结构。
2、 系 统 应 用
   餐厅无线点餐系统
   茶楼 .咖啡馆 .网吧 .KTV 娱乐场所呼叫系统
十一、结合GPRS的无线数据传输
1、 系 统 概 述   
    利用GPRS网络传输基于Zigbee无线传感器汇节点数据的完整无线网络设计，网络采用星型或 MESH 网状网络拓扑和需求时唤醒Zigbee 模块的通信方式，有效降低了每个 Zigbee 传感器节点的功耗，减少了传感器节点向汇节点上报数据时相互碰撞的概率，并利用 GPRS 网络传输汇节点的数据，改变了传统无线传感器网络需要依托有线公共网络进行数据传输的限制，使网络具有非常显著的优点；   
   利用ZIGBEE技术优势组建无线传感器网络数据传输网，并可以按照区域布置不同的汇接点，这个汇接点就是ZIGBEE的中心节点；   
   远程管理中心通过GPRS等公共信道与ZIGBEE网络实现远程通信，通过GPRS网络获取采集到的相关信息，实现对现场的有效控制和管理。   
2、  系 统 应 用   
    无线传感器网络 WSN   
    无线远程数据采集   
    无线远程控制网络   
    无线远程监测监控系统   
    无线远程集抄系统