ZigBee基礎(chǔ)知識(shí)

1、2022-2-241ZigBee基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)2022-2-242ContentsZigBee簡介簡介1ZigBee發(fā)展歷史發(fā)展歷史2ZigBee介紹介紹3ZigBee小結(jié)小結(jié)5ZigBee技術(shù)應(yīng)用案例技術(shù)應(yīng)用案例42022-2-243ZigBee簡介vZigBee這個(gè)字源于蜜蜂群發(fā)現(xiàn)食物源的時(shí)候，通這個(gè)字源于蜜蜂群發(fā)現(xiàn)食物源的時(shí)候，通過跳過跳“之之”字形的舞蹈（字形的舞蹈（Zig舞）在同伴中傳遞信舞）在同伴中傳遞信息，以到達(dá)彼此溝通訊息的目的，故以此做新一息，以到達(dá)彼此溝通訊息的目的，故以此做新一代無線通訊技術(shù)的命名。代無線通訊技術(shù)的命名。vZigBee技術(shù)是一種結(jié)構(gòu)簡單、低成本、低功耗、

2、技術(shù)是一種結(jié)構(gòu)簡單、低成本、低功耗、低速率和可靠性高的短距離無線通信新技術(shù)。低速率和可靠性高的短距離無線通信新技術(shù)。vZigBee的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)由的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)由IEEE 802.15工作組負(fù)責(zé)制定，工作組負(fù)責(zé)制定，被稱作被稱作802.15.4(ZigBee)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2022-2-244ZigBee簡介2022-2-245ZigBee發(fā)展歷史v 近年來，各種無線通信技術(shù)迅猛發(fā)展，極大的提高了人們近年來，各種無線通信技術(shù)迅猛發(fā)展，極大的提高了人們的工作效率和生活質(zhì)量。然而，在日常生活中，我們?nèi)匀坏墓ぷ餍屎蜕钯|(zhì)量。然而，在日常生活中，我們?nèi)匀槐桓鞣N電纜所束縛，我們思考能否在近距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)

3、各被各種電纜所束縛，我們思考能否在近距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備之間的無線通信種設(shè)備之間的無線通信?v 縱觀目前發(fā)展較成熟的無線通信技術(shù)，這些技術(shù)比較復(fù)雜，縱觀目前發(fā)展較成熟的無線通信技術(shù)，這些技術(shù)比較復(fù)雜，耗費(fèi)資源多，成本較高，并不適用于短距離無線通信的場耗費(fèi)資源多，成本較高，并不適用于短距離無線通信的場合。合。1999年藍(lán)牙技術(shù)走向應(yīng)用，但因芯片價(jià)格高，功耗高，年藍(lán)牙技術(shù)走向應(yīng)用，但因芯片價(jià)格高，功耗高，協(xié)議較復(fù)雜，廠商支持力度不夠，傳輸距離限制以及抗干協(xié)議較復(fù)雜，廠商支持力度不夠，傳輸距離限制以及抗干擾能力差等特點(diǎn)而發(fā)展緩慢，藍(lán)牙技術(shù)不適用于要求低成擾能力差等特點(diǎn)而發(fā)展緩慢，藍(lán)牙技術(shù)不適用于要

4、求低成本、低功耗的工業(yè)控制和家庭網(wǎng)絡(luò)。低功耗、低成本的無本、低功耗的工業(yè)控制和家庭網(wǎng)絡(luò)。低功耗、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)需求促使線網(wǎng)絡(luò)需求促使ZigBee應(yīng)運(yùn)而生。應(yīng)運(yùn)而生。2022-2-246ZigBee發(fā)展歷史v 2000年年12月月IEEE(美國電子和電氣工程師協(xié)會(huì)美國電子和電氣工程師協(xié)會(huì))成立了成立了802.15.4工作組，致工作組，致力于開發(fā)低成本、低功耗和低速率的無線連接技術(shù)。力于開發(fā)低成本、低功耗和低速率的無線連接技術(shù)。v 2001年年8月，美國發(fā)起成立月，美國發(fā)起成立ZigBee聯(lián)盟，他們提出的聯(lián)盟，他們提出的ZigBee技術(shù)被確認(rèn)為技術(shù)被確認(rèn)為IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。v

5、 2003年年5月，月，IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)獲得通過。標(biāo)準(zhǔn)獲得通過。v 目前目前ZigBee聯(lián)盟在全球有聯(lián)盟在全球有300多個(gè)成員公司多個(gè)成員公司(包括日本三菱電氣公司、美包括日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司、荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司、我國華為公司等國摩托羅拉公司、荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司、我國華為公司等)。2022-2-247v 低速率：數(shù)據(jù)傳輸速率只有低速率：數(shù)據(jù)傳輸速率只有20250kb/s，分別提供，分別提供250kb/s(2.4GHz)，40kb/s(915MHz)和和20kb/s(868MHz)的原始數(shù)據(jù)吞吐率的原始數(shù)據(jù)吞吐率,滿足低速率的傳輸數(shù)據(jù)滿足低速率的傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求

6、。的應(yīng)用需求。v 低功耗：在低功耗待機(jī)模式下，低功耗：在低功耗待機(jī)模式下，2節(jié)普通節(jié)普通5號(hào)電池可使用號(hào)電池可使用624月，這也是月，這也是ZigBee的支持者一直引以為豪的獨(dú)特優(yōu)勢。的支持者一直引以為豪的獨(dú)特優(yōu)勢。v 低成本：因?yàn)榈统杀荆阂驗(yàn)閆igBee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本；并數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本；并且且ZigBee協(xié)議免收專利費(fèi)。協(xié)議免收專利費(fèi)。ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊一般在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊一般在1000元以下，而主要元以下，而主要使用的網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)價(jià)格可降到使用的網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)價(jià)格可降到100元以下。元以下。v 容量大：容量大：ZigBee網(wǎng)絡(luò)可由一

7、個(gè)節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，最多一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以管理網(wǎng)絡(luò)可由一個(gè)節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，最多一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以管理254個(gè)子節(jié)點(diǎn)，同時(shí)該節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，可組成個(gè)子節(jié)點(diǎn)，同時(shí)該節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，可組成65000個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn)的大型網(wǎng)絡(luò)的大型網(wǎng)絡(luò)v 時(shí)延短：時(shí)延短：ZigBee的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需要節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需要30ms。相對(duì)而言，藍(lán)牙需要。相對(duì)而言，藍(lán)牙需要310s，WiFi需要需要3s。這樣一方面節(jié)省了能量消耗，另一方面更適用于對(duì)時(shí)延敏感的場合，例如一這樣一方面節(jié)省了能量消耗，另一

8、方面更適用于對(duì)時(shí)延敏感的場合，例如一些應(yīng)用在工業(yè)上的傳感器就需要以毫秒的速度獲取信息，以及安裝在廚房內(nèi)些應(yīng)用在工業(yè)上的傳感器就需要以毫秒的速度獲取信息，以及安裝在廚房內(nèi)的煙霧探測器也需要在盡量短的時(shí)間內(nèi)獲取信息并傳輸給網(wǎng)絡(luò)控制者，從而的煙霧探測器也需要在盡量短的時(shí)間內(nèi)獲取信息并傳輸給網(wǎng)絡(luò)控制者，從而阻止火災(zāi)的發(fā)生。阻止火災(zāi)的發(fā)生。2022-2-248v 近距離：傳輸范圍一般介于近距離：傳輸范圍一般介于10100m之間，能覆蓋普通的之間，能覆蓋普通的家庭和辦公場所，在增加家庭和辦公場所，在增加RF發(fā)射功率后，可增加到發(fā)射功率后，可增加到13KM。v 安全高：安全高：ZigBee提供了三級(jí)安全模式

9、，保證安全性。提供了三級(jí)安全模式，保證安全性。v 可靠：采取了碰撞避免策略，同時(shí)為需要固定帶寬的通信可靠：采取了碰撞避免策略，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙,避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。MAC層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式, 每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問包都必須等待接收方的確認(rèn)信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問題可進(jìn)行重發(fā)。題可進(jìn)行重發(fā)。 2022-2-249vZigBee是是IEEE 802.15.4的擴(kuò)展。的擴(kuò)展。ZigBee不僅只是不僅只是802.15.4的名

10、字，的名字，IEEE僅處理低級(jí)僅處理低級(jí)MAC層和物理層協(xié)議，層和物理層協(xié)議，ZigBee聯(lián)盟對(duì)其網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟對(duì)其網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和層協(xié)議和API進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化?；?。vZigBee聯(lián)盟還開發(fā)了聯(lián)盟還開發(fā)了安全層。安全層。應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層DLL物理層PHY媒體接入控制層MACIEEE802.15.4ZigBee聯(lián)盟 2022-2-2410物理層MAC層網(wǎng)絡(luò)/安全層支持/應(yīng)用層作用：作用：作用：作用：作用：作用：建立新網(wǎng)絡(luò)，保證數(shù)據(jù)的傳輸。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證數(shù)據(jù)的完整性作用：作用：物理層是協(xié)議的最底層，承付著和外界直接作用的任務(wù)。主要目的：控制RF收發(fā)器工作負(fù)責(zé)設(shè)備間無線數(shù)據(jù)鏈路的建立、維護(hù)和結(jié)

11、束確認(rèn)模式的數(shù)據(jù)傳送和接收。應(yīng)用支持層根據(jù)服務(wù)和需求使多個(gè)器件之間進(jìn)行通信。應(yīng)用層主要根據(jù)具體應(yīng)用由用戶開發(fā)。2022-2-2411ZigBee含義含義v ZigBee三種含義三種含義： 這三種含義是三位一體的關(guān)系，聯(lián)盟是協(xié)議和技術(shù)的主要開發(fā)者；協(xié)議猶如社會(huì)這三種含義是三位一體的關(guān)系，聯(lián)盟是協(xié)議和技術(shù)的主要開發(fā)者；協(xié)議猶如社會(huì)法律、交通的規(guī)則，聯(lián)盟和技術(shù)都要遵守；技術(shù)是聯(lián)盟的和協(xié)議的載體和具體表現(xiàn)。法律、交通的規(guī)則，聯(lián)盟和技術(shù)都要遵守；技術(shù)是聯(lián)盟的和協(xié)議的載體和具體表現(xiàn)?？偠灾喝呤且粋€(gè)整體的三個(gè)方面?？偠灾喝呤且粋€(gè)整體的三個(gè)方面。v1. ZigBee聯(lián)盟聯(lián)盟vZigBee聯(lián)盟聯(lián)盟2

12、002年成立，現(xiàn)超過年成立，現(xiàn)超過300多個(gè)成員單位。多個(gè)成員單位。v聯(lián)盟使命：為可靠，低價(jià)、低功率無線聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控產(chǎn)品建立開放的全球標(biāo)準(zhǔn)。聯(lián)盟使命：為可靠，低價(jià)、低功率無線聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控產(chǎn)品建立開放的全球標(biāo)準(zhǔn)。v聯(lián)盟目標(biāo)：通過給日常設(shè)備注入無線能力和智能，簡化使用，極大的提供靈活性和移聯(lián)盟目標(biāo)：通過給日常設(shè)備注入無線能力和智能，簡化使用，極大的提供靈活性和移動(dòng)性。動(dòng)性。v聯(lián)盟工作：（聯(lián)盟工作：（1）制定網(wǎng)絡(luò)層、安全和應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)（網(wǎng)絡(luò)七層）制定網(wǎng)絡(luò)層、安全和應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)（網(wǎng)絡(luò)七層OSI模型要熟記）模型要熟記）v（2）提供互操作和兼容性測試規(guī)范）提供互操作和兼容性測試規(guī)范v（3）推廣）推廣ZigBee品

13、牌，提升市場感知度品牌，提升市場感知度v（4）技術(shù)演進(jìn)）技術(shù)演進(jìn)v2. ZigBee協(xié)議協(xié)議v協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)也！協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)也！ZigBee協(xié)議即協(xié)議即ZigBee標(biāo)準(zhǔn)體系。主要指標(biāo)準(zhǔn)體系。主要指ZigBee的軟件部分的軟件部分v3. ZigBee技術(shù)技術(shù)vZigBee是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。主要指是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。主要指ZigBee的硬件部的硬件部分分2022-2-2412ZigBee技術(shù)優(yōu)勢技術(shù)優(yōu)勢v 數(shù)據(jù)傳輸速率低：數(shù)據(jù)傳輸速率低：10kb/s250kb/s，專注于低速率傳輸應(yīng)用。，專注于低速率傳輸應(yīng)用。v 低功耗：在低功耗待機(jī)模式下，低功耗：

14、在低功耗待機(jī)模式下，2節(jié)普通節(jié)普通5號(hào)電池可使用號(hào)電池可使用624月。月。v 低成本：因?yàn)榈统杀荆阂驗(yàn)閆igBee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本。每塊本。每塊ZigBee芯片價(jià)格大約芯片價(jià)格大約2美元。美元。v 容量大：網(wǎng)絡(luò)可容納容量大：網(wǎng)絡(luò)可容納65500個(gè)設(shè)備。個(gè)設(shè)備。v 時(shí)延短：典型搜索設(shè)備時(shí)延為時(shí)延短：典型搜索設(shè)備時(shí)延為30ms，休眠激活時(shí)延為，休眠激活時(shí)延為15ms。v 網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強(qiáng)，通信可靠。網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強(qiáng)，通信可靠。v 數(shù)據(jù)安全：數(shù)據(jù)安全： ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，采用提供了數(shù)據(jù)完整

15、性檢查和鑒權(quán)功能，采用AES-128加密算法（美國新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一）保證加密算法（美國新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一）保證安全性。安全性。v 工作頻段靈活：使用頻段工作頻段靈活：使用頻段2.4GHz,868MHz(歐洲歐洲)和和915MHz（美國）（美國）均免執(zhí)照的頻段。均免執(zhí)照的頻段。2022-2-2413ZigBee應(yīng)用場合應(yīng)用場合v消費(fèi)性電子設(shè)備：電視、消費(fèi)性電子設(shè)備：電視、DVD、CD機(jī)等電器的機(jī)等電器的遠(yuǎn)程遙控（含遠(yuǎn)程遙控（含ZigBee功能的手機(jī)就可以支持主要功能的手機(jī)就可以支持主要遙控器功能）。遙控器功能）。 vPC外設(shè)：無線鍵盤、鼠標(biāo)、游戲操縱

16、桿等。外設(shè)：無線鍵盤、鼠標(biāo)、游戲操縱桿等。v工業(yè)控制：利用傳感器和工業(yè)控制：利用傳感器和ZigBee網(wǎng)絡(luò)使數(shù)據(jù)的自網(wǎng)絡(luò)使數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、分析和處理變得更加容易。動(dòng)采集、分析和處理變得更加容易。v醫(yī)療設(shè)備控制：醫(yī)療傳感器、病人的緊急呼叫按醫(yī)療設(shè)備控制：醫(yī)療傳感器、病人的緊急呼叫按鈕等。鈕等。v交互式玩具。交互式玩具。2022-2-2414基于基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)技術(shù)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)ZigBee三表抄表系統(tǒng)三表抄表系統(tǒng)單元樓結(jié)構(gòu)圖單元樓結(jié)構(gòu)圖v 每幢樓的水電煤三表通過每幢樓的水電煤三表通過RS485總線連接數(shù)據(jù)采集器，在連接到總線連接數(shù)據(jù)采集器，在連接到ZigBee遠(yuǎn)端節(jié)遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)。點(diǎn)。

17、v 每幢單元樓設(shè)置一個(gè)每幢單元樓設(shè)置一個(gè)ZigBee遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收發(fā)或作路由器。遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收發(fā)或作路由器。v ZigBee遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)上傳到遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)上傳到ZigBee中心節(jié)點(diǎn)。中心節(jié)點(diǎn)。2022-2-2415ZigBee小結(jié)小結(jié)vZigBee是一種新興的短距離，低速率是一種新興的短距離，低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。vZigBee技術(shù)和技術(shù)和RFID技術(shù)在技術(shù)在2004年被列年被列入當(dāng)今世界發(fā)展最快。市場前景最為入當(dāng)今世界發(fā)展最快。市場前景最為廣闊的十大最新技術(shù)中的二個(gè)。今后廣闊的十大最新技術(shù)中的二個(gè)。今后若干年都將是若干年都將是ZigBee技術(shù)飛速發(fā)展的技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期。時(shí)期

18、。2022-2-2416一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀幾種無線通信技術(shù)PAN：射頻識(shí)別：射頻識(shí)別(RFID)、藍(lán)牙、藍(lán)牙(Bluetooth)、超寬帶、超寬帶(UWB)1LAN：Wi-Fi、 ZigBee(802.11x)、DECT (無繩電話無繩電話)2MAN：Wi-MAX（802.16x）3WAN：2G、3G、4G 4 2022-2-2417一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀幾種無線通信技術(shù)幾種無線通信技術(shù)Zigbee2022-2-2418一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀幾種無線通信技術(shù)幾種無線通信技術(shù)藍(lán)牙藍(lán)牙WiFiWiMaxWiMax2022-2-2

19、419二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)1.RFID(Radio Frequency Identification) 一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù) 可以識(shí)別單個(gè)的非常具體的物體，而不是像條形碼可以識(shí)別單個(gè)的非常具體的物體，而不是像條形碼那樣只能那樣只能 識(shí)別一類物體識(shí)別一類物體其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠激光來讀取信息而條形碼必須靠激光來讀取信息可以同時(shí)對(duì)多個(gè)物體進(jìn)行識(shí)讀，條形碼只能一個(gè)一可以同時(shí)對(duì)多個(gè)物體進(jìn)行識(shí)讀，條形碼只能一個(gè)一個(gè)地讀。個(gè)地讀。2022-2-2420二、各種無線通信的

20、特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)1.RFID(Radio Frequency Identification) 2022-2-2421二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)1.RFID(Radio Frequency Identification) 2022-2-2422二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)1.RFID(Radio Frequency Identification) 2022-2-2423二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)1.RFID(Radio Frequency Identification) 1 13030米，無須要光源米，無須要光源實(shí)現(xiàn)每秒實(shí)現(xiàn)每秒303

21、0個(gè)對(duì)象的識(shí)別，對(duì)付最大速度為個(gè)對(duì)象的識(shí)別，對(duì)付最大速度為 1m/s1m/s的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo). .數(shù)據(jù)傳輸速度數(shù)據(jù)傳輸速度26kbps.26kbps.低頻低頻RFIDRFID芯片芯片( (無源無源) )工作在工作在130 kHz130 kHz左右；高頻左右；高頻RFIDRFID工作在工作在13.56MHz13.56MHz左右。左右。2022-2-2424二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)1.RFID(Radio Frequency Identification) 任何對(duì)象的讀取、識(shí)別和跟蹤任務(wù)可以受益于的任何對(duì)象的讀取、識(shí)別和跟蹤任務(wù)可以受益于的RFIDRFID技術(shù)應(yīng)技術(shù)應(yīng)用，特

22、別是當(dāng)每個(gè)數(shù)據(jù)都必須被寫入到芯片、被授權(quán)用戶修改以用，特別是當(dāng)每個(gè)數(shù)據(jù)都必須被寫入到芯片、被授權(quán)用戶修改以及防止對(duì)可分段存儲(chǔ)器的非授權(quán)訪問的場合，都可以采用該技術(shù)，及防止對(duì)可分段存儲(chǔ)器的非授權(quán)訪問的場合，都可以采用該技術(shù)，如取代現(xiàn)行使用的條形碼如取代現(xiàn)行使用的條形碼 應(yīng)用前景應(yīng)用前景2022-2-2425二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)1.RFID(Radio Frequency Identification) 應(yīng)用將繼續(xù)以供應(yīng)物流領(lǐng)域?yàn)橹?，在這個(gè)領(lǐng)域用應(yīng)用將繼續(xù)以供應(yīng)物流領(lǐng)域?yàn)橹?，在這個(gè)領(lǐng)域用RFID收發(fā)器進(jìn)行收發(fā)器進(jìn)行包括各種各樣的可移動(dòng)貨物包括各種各樣的可移動(dòng)貨物/產(chǎn)品的記錄

23、和跟蹤，在產(chǎn)品的記錄和跟蹤，在RFID收發(fā)器收發(fā)器(信用卡大小的塑料信用卡大小的塑料/紙標(biāo)簽，內(nèi)含芯片、射頻部分和天線紙標(biāo)簽，內(nèi)含芯片、射頻部分和天線)上的必上的必要存儲(chǔ)將繼續(xù)成為主要的應(yīng)用。要存儲(chǔ)將繼續(xù)成為主要的應(yīng)用。應(yīng)用前景應(yīng)用前景2022-2-2426二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)2.藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)英文：英文：Bluetooth代表一種短距離無線通信技術(shù)代表一種短距離無線通信技術(shù)“藍(lán)牙藍(lán)牙”（Bluetooth）一詞是一位丹麥國王的名字）一詞是一位丹麥國王的名字，在在10世紀(jì)他將當(dāng)時(shí)的瑞典、芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。世紀(jì)他將當(dāng)時(shí)的瑞典、芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。用用“藍(lán)牙藍(lán)牙”他的名

24、字來命名這種短距離無線通信他的名字來命名這種短距離無線通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，含有將四分五裂的局面統(tǒng)一起來的意思的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，含有將四分五裂的局面統(tǒng)一起來的意思。通過這種技術(shù)，可以將電子裝置彼此通過無線連接。通過這種技術(shù)，可以將電子裝置彼此通過無線連接起來，省去了傳統(tǒng)的電線。起來，省去了傳統(tǒng)的電線。 2022-2-2427二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)2.藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth) 藍(lán)牙使用的技術(shù)藍(lán)牙使用的技術(shù)Frequency Hopping & TDMA 藍(lán)牙業(yè)務(wù)特征藍(lán)牙業(yè)務(wù)特征傳輸數(shù)據(jù)和語音傳輸數(shù)據(jù)和語音藍(lán)牙的應(yīng)用藍(lán)牙的應(yīng)用為網(wǎng)絡(luò)中的主從設(shè)備建立臨時(shí)性的對(duì)等連接為

25、網(wǎng)絡(luò)中的主從設(shè)備建立臨時(shí)性的對(duì)等連接2022-2-2428二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)2.藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth) 藍(lán)牙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15工作頻段和帶寬工作頻段和帶寬2.4GHz，1Mb/s傳輸距離傳輸距離10m通道指標(biāo)通道指標(biāo)1個(gè)異步數(shù)據(jù)通道個(gè)異步數(shù)據(jù)通道(最高達(dá)最高達(dá)721kb/s)3個(gè)并發(fā)的同步話音通道個(gè)并發(fā)的同步話音通道(64kb/s)1個(gè)同時(shí)傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音的通道個(gè)同時(shí)傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音的通道2022-2-2429二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)2.藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth) 藍(lán)牙體積小藍(lán)牙體積

26、小1cm1cm2mm美國德州儀器（美國德州儀器（TI）公司推出）公司推出了單片藍(lán)牙了單片藍(lán)牙LSI。該產(chǎn)品將藍(lán)。該產(chǎn)品將藍(lán)牙的基帶處理電路和牙的基帶處理電路和RF收發(fā)器收發(fā)器電路集成到一個(gè)電路集成到一個(gè)CMOS LSI中。中。到目前為止只有英國到目前為止只有英國CSR公司公司和美國和美國Broadcom公司在研公司在研究這種究這種LSI，TI首先實(shí)現(xiàn)了此首先實(shí)現(xiàn)了此類芯片的單片產(chǎn)品化。類芯片的單片產(chǎn)品化。2022-2-2430二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)2.藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth) 藍(lán)牙功耗低、價(jià)格低藍(lán)牙功耗低、價(jià)格低6美元左右，批量購買4美元采用四種工作采用四種

27、工作模式，其最大模式，其最大消耗電流只有消耗電流只有25mA2022-2-2431二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)2.藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth) 音頻藍(lán)牙發(fā)送音頻藍(lán)牙發(fā)送藍(lán)牙耳機(jī)藍(lán)牙耳機(jī)2022-2-2432二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)2.藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth) 2022-2-2433二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)2.藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth) 藍(lán)牙適配器藍(lán)牙適配器2022-2-2434二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)3 UWB（超寬帶技術(shù)）超寬帶技術(shù)）“UWB”是超寬帶無線技術(shù)的縮寫。始于20世紀(jì)6

28、0年代興起的脈沖通信技術(shù)，主要用于軍用雷達(dá)、定位和通信系統(tǒng)中。UWB技術(shù)最早是利用頻譜極寬的超短脈沖進(jìn)行通信。通信速度可以達(dá)到幾百M(fèi)bit/秒以上。2022-2-2435二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)3 UWB（超寬帶技術(shù)）超寬帶技術(shù)）UWB最初的定義源自于60年代興起的軍用脈沖通信技術(shù)，又被稱為脈沖無線電（Impulse Radio）技術(shù)。一種高靈敏的短脈沖接收設(shè)備被研制成功，進(jìn)一步加速了UWB技術(shù)的研究和發(fā)展。美國國防部（DARPA）才正式啟用超寬帶（UWB）這一術(shù)語,該項(xiàng)技術(shù)采用上升沿和下降沿都很陡的基帶脈沖直接通信。UWB技術(shù)首次獲得了美國FCC的批準(zhǔn)而用于民用通信，發(fā)布

29、全球第一個(gè)民用UWB設(shè)備使用頻譜規(guī)范，使UWB技術(shù)的研發(fā)驟然加速。2022-2-2436二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)3 UWB（超寬帶技術(shù)）超寬帶技術(shù)）2005年3月，WiMedia和Ecma提交WiMediaUWB平臺(tái)規(guī)范,FCC批準(zhǔn)MBOA-UWB、DS-UWB的高速產(chǎn)品測試。英國和日本政府監(jiān)管部門批準(zhǔn)UWB方案，支持UWB發(fā)展國際電信聯(lián)盟（ITU）在確定了各國頻譜分配原則后，第一次核準(zhǔn)UWB全球性監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)建議ISO正式通過了WiMedia聯(lián)盟提交的MBOFDM標(biāo)準(zhǔn)，正式成為第一個(gè)UWB技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)。2022-2-2437二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)3 U

30、WB（超寬帶技術(shù)）超寬帶技術(shù)）現(xiàn)在的現(xiàn)在的UWB技術(shù)含義不同于早期的技術(shù)含義不同于早期的UWB技術(shù)含義技術(shù)含義2000年后，Intel、TI、Motorola等大公司開始研發(fā)高速UWB技術(shù)時(shí)，放棄了脈沖方法，不約而同地轉(zhuǎn)而采用傳統(tǒng)的載波調(diào)制技術(shù)，進(jìn)行改造使其具有UWB技術(shù)的特點(diǎn)，并推出了多頻帶OFDM（MB-OFDM）和DS-CDMA兩大主要方案。OFDM（MB-OFDM）和DS-CDMA這兩種方案經(jīng)過幾年激烈的競爭，2007年3月，ISO正式通過了WiMedia聯(lián)盟提交的MB-OFDM標(biāo)準(zhǔn)，WiMedia聯(lián)盟最終在標(biāo)準(zhǔn)上勝出，正式成為UWB技術(shù)的第一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)。2022-2-2438二、各種

31、無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)3 UWB（超寬帶技術(shù)）超寬帶技術(shù)）UWB技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.15.4a傳輸速率傳輸速率1Gbit/s傳輸距離傳輸距離1020m工作頻段工作頻段3.1GHz和和10.6GHz之間之間2022-2-2439二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)3 UWB（超寬帶技術(shù)）超寬帶技術(shù)）2022-2-2440二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)3 UWB（超寬帶技術(shù)）超寬帶技術(shù)）UWB的應(yīng)用的應(yīng)用UWB技術(shù)的應(yīng)用場景主要包括家庭、辦公室、個(gè)人消費(fèi)電子產(chǎn)品UWB技術(shù)的高傳輸帶寬可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)和顯示屏、攝像頭、會(huì)議設(shè)備、終端設(shè)備及投影儀之間的無線

32、互連。2022-2-2441二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)3 UWB（超寬帶技術(shù)）超寬帶技術(shù)）UWB的應(yīng)用的應(yīng)用 由于UWB技術(shù)已經(jīng)可以提供相當(dāng)于計(jì)算機(jī)總線的傳輸速率，這樣個(gè)人終端就可以從互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)上即時(shí)下載大量的數(shù)據(jù)， 因此將大部分?jǐn)?shù)據(jù)存放在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的存儲(chǔ)空間中，而不是保存在個(gè)人終端中。攜帶具有UWB功能的小巧終端，在任何地點(diǎn)都可以接入當(dāng)?shù)氐腢WB網(wǎng)絡(luò).。 無線UWB接口取代現(xiàn)有USB接口的線纜連接，將成為UWB技術(shù)最有前途的應(yīng)用。2022-2-2442二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)3 UWB（超寬帶技術(shù)）超寬帶技術(shù)）UWB的應(yīng)用的應(yīng)用2022-2-2443

33、二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)3 UWB（超寬帶技術(shù)）超寬帶技術(shù)）UWB的應(yīng)用的應(yīng)用2022-2-2444二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)4.Zigbee無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)Internet一個(gè)邏輯的網(wǎng)絡(luò)一個(gè)邏輯的網(wǎng)絡(luò)預(yù)加載信息的方式預(yù)加載信息的方式C/S、B/S模式模式2022-2-2445二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)4.Zigbee無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)問題：問題：構(gòu)建一個(gè)無處不在的、檢測、控制真實(shí)世界的網(wǎng)絡(luò)？構(gòu)建一個(gè)無處不在的、檢測、控制真實(shí)世界的網(wǎng)絡(luò)？Zigbee技術(shù)提供了一種解決方案技術(shù)提供了一種解決方案2022-2-2446二、各種無

34、線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)4.Zigbee無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)主要用于構(gòu)建無線個(gè)域網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)主要用于構(gòu)建無線個(gè)域網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)“Zig”的英文含義是“之字形”“Zag”的含義是“急轉(zhuǎn), 急變”“Zigzag”的含義是“之字形跳變”“bee”是“蜜蜂”“Zigbee”一詞源自蜜蜂群在發(fā)現(xiàn)花粉位置時(shí)，通過 跳“Zigzag”形舞蹈來相互告知， 達(dá)到交換信息目的2022-2-2447二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)4.Zigbee無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)“ZigBee”被人們借來稱呼一種新興的近距離近距離、低低復(fù)雜度復(fù)雜度、低功耗低功耗、低數(shù)據(jù)速率低數(shù)據(jù)速率、低成本低

35、成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是一種介于無線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案。主要用于近距離無線連接。2022-2-2448二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)4.Zigbee無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)Zigbee技術(shù)是技術(shù)是Zigbee聯(lián)盟推出的聯(lián)盟推出的基本情況基本情況ZigbeeZigbee聯(lián)盟在聯(lián)盟在IEEE802.15.4IEEE802.15.4協(xié)議上定義了網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層而形成的協(xié)議上定義了網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層而形成的主要用于構(gòu)建無線個(gè)域網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)主要用于構(gòu)建無線個(gè)域網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)速速 率：率： 根據(jù)不同的工作頻段，有不同的速率：根據(jù)不同的工作頻段，有不同的速率：16-250k16-25

36、0k成成 本：本： 每片每片ZigbeeZigbee價(jià)格價(jià)格2 2美元美元2022-2-2449二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)4.Zigbee無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)特特 點(diǎn)點(diǎn)距距 離：離： 有效傳輸范圍有效傳輸范圍101075m75m功功 耗：耗： 兩節(jié)兩節(jié)5 5號(hào)電池可供終端工作號(hào)電池可供終端工作6 6個(gè)月以上個(gè)月以上速速 率：率： 250kb/s(2.4G) 40kb/s(915M) 20kb/s(868M)250kb/s(2.4G) 40kb/s(915M) 20kb/s(868M)成成 本：本： 每片每片ZigbeeZigbee價(jià)格價(jià)格2 2美元美元2022-2-245

37、0二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)4.Zigbee無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)InternetGPRSZigbee協(xié)調(diào)器Zigbee協(xié)調(diào)器Zigbee傳感節(jié)點(diǎn)傳感節(jié)點(diǎn)Zigbee傳感節(jié)點(diǎn)傳感節(jié)點(diǎn)2022-2-2451二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)4.Zigbee無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)應(yīng)應(yīng) 用用1. 監(jiān)控照明。Zigbee無線開關(guān)無線開關(guān)2022-2-2452二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)4.Zigbee無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)應(yīng)應(yīng) 用用3.交通燈控制Zigbee節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)Zigbee協(xié)調(diào)器控制邏輯控制邏輯2022-2-2453二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無

38、線通信的特點(diǎn)4.Zigbee無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)應(yīng)應(yīng) 用用3. 配合傳感器和激勵(lì)器對(duì)制造、過程控制、農(nóng)田耕作、環(huán)境及其它區(qū)域進(jìn)行工業(yè)監(jiān)控。GPRSPLMN2022-2-2454二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)4.Zigbee無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)應(yīng)應(yīng) 用用4. 帶負(fù)載管理功能的自動(dòng)抄表(AMR)，這可使得地產(chǎn)管理公司削減成本和節(jié)省電氣能源。GPRSPLMNZigbee節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)2022-2-2455二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)4.Zigbee無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)應(yīng)應(yīng) 用用6. 對(duì)病患、設(shè)備及設(shè)施進(jìn)行醫(yī)療和健康監(jiān)控。值班室值班室Zigbee節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)2022-2

39、-2456二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)5.WiFi無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)全稱Wireless Fidelity，又稱802.11b標(biāo)準(zhǔn)與藍(lán)牙技術(shù)一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)主要特性為：速度快，可靠性高，在開放性區(qū)域，通訊距離可達(dá)305米，在封閉性區(qū)域，通訊距離為76米到122米，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合2022-2-2457二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)5.WiFi無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)組網(wǎng)方式組網(wǎng)方式設(shè)置設(shè)置WiFi無線路由器，組網(wǎng)方便無線路由器，組網(wǎng)方便傳輸速率傳輸速率IEEE802.11b:11Mb/s IEEE802.11a/g

40、:54Mb/s覆蓋范圍覆蓋范圍半徑半徑100m2022-2-2458二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)5.WiFi無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)Internet應(yīng)應(yīng) 用用Internet高速無線接入高速無線接入WiFi無線路由器無線路由器在熱點(diǎn)區(qū)把多臺(tái)計(jì)算機(jī)互相鏈接，以及鏈接到外圍設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLAN2022-2-2459二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)5.WiFi無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)應(yīng)應(yīng) 用用3G無線線接入技術(shù)的補(bǔ)充無線線接入技術(shù)的補(bǔ)充無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLANPLMNWiFi無線無線3G接入接入2022-2-2460二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)5.WiFi無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)應(yīng)應(yīng) 用用無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLANInternetWiFi無線路由器無線路由器IPTV空調(diào)空調(diào)打印機(jī)打印機(jī)2022-2-2461二、各種無線通信的特點(diǎn)二、各種無線通信的特點(diǎn)6. WiMAX無線通信技術(shù)無線通信技術(shù)全稱World Interoperability for Microwave Access，即