zigbee协议

《ZigBee技术及应用》围绕ZigBee技术的理论和应用作较全面的介绍。在简要介绍无线组网通信技术的基础上，第2章详细介绍了ZigBee协议栈的基础--IEEE 802.15.4无线个域网协议;第3章对ZigBee协议规范1.0版本进行了阐述。从第4章开始，分别介绍基于单片RF收发器和SoC方式的一些典型ZigBee技术实现平台，主要产品有Freescale公司的MCl3192/MCl3193，Chipcon公司(已被TI公司收购)的CC2420、CC2430和Ember公司的EM250，对其芯片的特性、功能和应用等进行了描述。第8章介绍MCl3192的一个应用实例;第9章是CC2420 ZigBee DK开发套件的介绍。

《ZigBee无线传感器网络设计与实现》针对ZigBee无线传感器网络开发过程中的重点、难点问题，既有基础知识的讲述，又有相关配套实验，使读者能容易、快速、全面地掌握无线网络的开发过程。

《ZigBee无线传感器网络设计与实现》从ZigBee无线传感器网络点对点通信讲起，逐步讲解了ZigBee协议栈的开发过程以及注意的问题，同时给出了部分开发经验和技巧供读者参考。

ZIGBEE协议基于IEEE 802.15.4标准，从2004年发布ZIGBEE V1.0到最新的增加了ZIGBEE-PRO扩展指令集的ZIGBEE2006版本，ZIGBEE功能不断强大。ZIGBEE具备强大的设备联网功能(见图2)，它支持3种主要的自组织无线网络类型，即星型结构(Star)、网状结构(Mesh)和树型结构(Cluster Tree)，特别是网状结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。与目前普遍应用的wi-Fi、Bluetooth等短距离无线通讯技术相比较，ZIGBEE的特点主要有:

图2 ZIGBEE网络拓扑分类

(1)工作周期短、收发信息功耗较低，并且RFD(Reduced Function Device，简化功能器件)采用了休眠模式，不工作时都可以进入睡眠模式。

(2)低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4 KB代码。

(3)低速率、短延时。ZIGBEE的最大通信速率达到250 kb/s(工作在2.4 GHz时)，满足低速率传输数据的应用需求。ZIGBEE的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需3~10 S、Wi-Fi需3 S。

(4)近距离，高容量。传输范围一般介于10~100 m，在增加RF发射功率后，亦可增加到1~3 km。这指的是相邻节点间的距离，若通过路由和节点间通信的接力，扩展后达到几百米甚至几公里。ZIGBEE可采用星状、片状和网状网络结构。由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点。

(5)高可靠性和高安全性。ZIGBEE的媒体接入控制层(Medium Access Control，MAC)采用CSMA/CA的碰撞避免机制，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。ZIGBEE还提供了3级安全模式，包括无安全设定、使用接人控制清单防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AdvancedEncryption Standard，AES)的对称密码，以灵活确定其安全属性。

(6)免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗(Industrial Scientific Medical，ISM)频段，分别为2.4 GHz(全球)、915 MHz(美国)和868 MHz(欧洲)。