ZigBee协议特点及应用领域

随着科学技术的发展,无线网络逐渐取代了有线网络, 仅支持静态拓扑的无线网络也逐渐被支持动态拓扑变化的无线网络所取代。在短距离的无线控制、监测、数据传输领域，通用的技术有Bluetooth、Wi-Fi等。它们各有优势，但同时也存在着局限性。为了弥补不足，ZigBee联盟于2004年12月推出了基于IEEE802.15.4的ZigBee协议。

● ZigBee协议主要有以下特点：

1．低功耗：由于工作周期很短、收发信息功耗较低、并且RFD采用了休眠模式，zigbee技术可以确保在RFD上，两节五号电池支持长达6 个月到2 年左右的使用时间；

2．高可靠性：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。MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息；

3．低成本：模块价格低廉，且zigbee协议是免专利费的；

4．低时延：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。 设备搜索时延典型值为30ms，休眠激活时延典型值是15ms，活动设备信道接入时延为15ms；

5．低数据量：zigbee每个网络模块射频前端的数据传输率为250kbps；

6．网络容量大：zigbee可以采用星形、簇—树形、网形结构组网，而且可以通过任一节点连接组成更大的网络结构，从理论上讲，其可连接的节点多达65000 个。一个zigbee 网络可以最多容纳254个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100 个zigbee网络；

7．高保密性：zigbee 提供了基于循环冗余校验（CRC）的数据包完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，同时各个应用可以灵活确定其安全属性；

8．全球通用性和完好的开放性: 由于zigbee 标准协议，因此各zigbee 设备间的通信问题将是轻而易举的事情。

● 应用领域：

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。

在工业领域，利用传感器和ZigBee网络，使得数据的自动采集、分析和处理变得更加容易，可以作为决策辅助系统的重要组成部分。例如危险化学成分的检测，火警的早期监测和预报，高速旋转机器的检测和维护，远程抄表等。这些应用不需要很高的数据吞吐量和连续的状态更新，重点在低功耗和

灵活的组网形式，从而最大程度地延长电池寿命，减少ZigBee网络的维护成本。

医学领域，将借助于各种传感器和ZigBee网络，准确而且事实的检测每个病人的血压、体温和心跳速度等信息，从而减少医生查房的工作负担，有助于医生做出最快的反应，特别是重病和病危患者的监护和治疗。

智能建筑领域，可以借助ZigBee传感器进行照明控制，使用传感器检测周围环境，只有检测到人来的时候才将照明开关打开。该系统还可以通过ZigBee网络进行集中控制。

家庭自动化领域，ZigBee可用于安全系统，温控装置等方面。另外将ZigBee用于遥控装置优点在于不像目前采用的红外装置那样会受到角度的限制。而且ZigBee支持各种网络结构，更容易扩展覆盖范围。同时由于ZigBee设备功耗低，电池的使用寿命也和红外装置差不多。在无线家庭网关的设计中，使用ZigBee于家庭内网，控制家用电器。

另外，由于ZigBee的低延迟特性，ZigBee可以用于PC机的外设。例如带反馈的无线游戏垫或手柄可以充分利用ZigBee的低延迟特性，性能与有线控制器一样。

● 一些Zigbee应用方案:

矿山定位系统

校园LED广告屏组网说明 智能小区管理系统

轨道交通施工人员无线管理系统 机房环境监控系统 货运码头调度系统

货场实时信息管理系统 银行金库管理系统 城市路灯测控系统 大型医院应用方案 无线抄表系统 水处理监控系统

智能岗哨安全检测系统 仓库智能管理系统 无线油井监测传输系统

无线数传模块在传统RFID行业的应用 智能监狱无线管理系统 电力系统应用 智能车辆管理系统