zigbee基本技術(shù)rf技術(shù)社區(qū)射頻微波與天線(xiàn)與非網(wǎng)

1、ZigBee基本技術(shù)-RF技術(shù)社區(qū)射頻微波與天線(xiàn)-與非網(wǎng)ZigBee基本技術(shù) 更新于2010-12-09 06:29:50文章出處: 微波射頻網(wǎng)ZigBee IEEE802.15.4基礎(chǔ)知識(shí) 控制網(wǎng)絡(luò)1基本概念篇 Q1-1 ZigBee起源什么技術(shù)？A：在藍(lán)牙技術(shù)的使用過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙技術(shù)盡管有許 多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在許多缺陷。對(duì)工業(yè)，家庭自動(dòng)化控制和工 業(yè)遙測(cè)遙控領(lǐng)域而言，藍(lán)牙技術(shù)顯得太復(fù)雜，功耗大，距離 近，組網(wǎng)規(guī)模太小等，而工業(yè)自動(dòng)化，對(duì)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信 的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，而且，對(duì)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，這種無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳 輸必需是高可靠的，并能抵抗工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種電磁干擾。因 此，經(jīng)過(guò)人們長(zhǎng)期努力，ZigB

2、ee協(xié)議在2003年中正式問(wèn)世 了。另外，ZigBee使用了在它之前所研究過(guò)的面向家庭網(wǎng)絡(luò) 的通信協(xié)議Home RF Lite。Q1-2：什么是 ZigBee？A：首先ZigBee是IEEE 802.15.4協(xié)議的代名詞。根據(jù)這個(gè) 協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù) 速率、低成本的雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，主要適合于自動(dòng)控制和 遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備中，同時(shí)支持地理定位功 能。由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動(dòng)翅膀 的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位和遠(yuǎn)近信息的，也就 是所蜜蜂依靠著這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信“網(wǎng)絡(luò)”， 因此ZigBee的發(fā)明者們形象地利用

3、蜜蜂的這種行為來(lái)形象 地描述這種無(wú)線(xiàn)信息傳輸技術(shù)。Q1-3： ZigBee技術(shù)有哪些特點(diǎn)？A： ZigBee的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：（1）低功耗：在低耗電待機(jī)模式下，2節(jié)5號(hào)干電池可支持 1個(gè)節(jié)點(diǎn)工作6-24個(gè)月，甚至更長(zhǎng)。這是ZigBee的突出優(yōu) 勢(shì)。相比之下藍(lán)牙可以工作數(shù)周、WiFi可以工作數(shù)小時(shí)；（2）低成本：通過(guò)大幅簡(jiǎn)化協(xié)議是成本很低（不足藍(lán)牙的 1/10），降低了對(duì)通信控制器的要求，按預(yù)測(cè)分析，以8051 的8位微控制器測(cè)算，全功能的主節(jié)點(diǎn)需要32KB代碼，子 功能節(jié)點(diǎn)少至4KB代碼，而且ZigBee的協(xié)議專(zhuān)利免費(fèi)；（3） 低速率：ZigBee工作在250kbps的通訊速率，滿(mǎn)足低

4、 速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求；（4）近距離：傳輸范圍一般介于10100m之間，在增加 RF發(fā)射功率后，亦可增加到1-3km。這指的是相鄰節(jié)點(diǎn)間的 距離。如果通過(guò)路由和節(jié)點(diǎn)間通信的接力，傳輸距離將可以 更遠(yuǎn)；（5）短時(shí)延：ZigBee的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠轉(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30ms，進(jìn)一步節(jié)省了電能。相比較，藍(lán)牙需要3-10 s、WiFi需要3s；（6）高容量：ZigBee可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，最多一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可管理254 個(gè)子節(jié)點(diǎn)；同時(shí)主節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，最多可 組成65000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng)；（7）高安全：ZigBe

5、e提供了三級(jí)安全模式，包括無(wú)安全設(shè) 定、使用接入控制清單（ACL）防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高 級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES128）的對(duì)稱(chēng)密碼，以靈活確定其安全屬性；（8）免執(zhí)照頻段：采用直接序列擴(kuò)頻在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療2.4GHz（全球）頻段。Q1-4：為什么說(shuō)ZigBee是順應(yīng)工業(yè)自動(dòng) 化對(duì)可靠的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸日益增長(zhǎng)的需求而產(chǎn)生的？A： ZigBee技術(shù)本身，就是因?yàn)樘m牙技術(shù)不能滿(mǎn)足工業(yè)自動(dòng) 化中，對(duì)低數(shù)據(jù)量，低成本，低功耗，高可靠性的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù) 通信的需求而產(chǎn)生的。因?yàn)?，?duì)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，這種無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù) 傳輸必需是高可靠的，并能抵抗工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種電磁干擾。ZigBee技術(shù)中，使用網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，自動(dòng)路由，動(dòng)態(tài)組網(wǎng)

6、， 直序擴(kuò)頻的方式。就是為了滿(mǎn)足工業(yè)自動(dòng)化控制現(xiàn)場(chǎng)的這種 需要。2通信技術(shù)篇Q2-1: ZigBee使用那種協(xié)議？A： IEEE 802.15.4協(xié)議，這是一種低傳送速率的無(wú)限PAN 的協(xié)議。在標(biāo)準(zhǔn)化方面，IEEE802.15.4工作組主要負(fù)責(zé)制定 物理層和MAC層的協(xié)議，其余協(xié)議主要參照和采用現(xiàn)有的 標(biāo)準(zhǔn)，高層應(yīng)用、測(cè)試和市場(chǎng)推廣等方面的工作將由ZigBee 聯(lián)盟負(fù)責(zé)。Q2-2：為什么ZigBee無(wú)線(xiàn)通信使用2, 4G頻段是免費(fèi)頻段？ A：在我國(guó)和世界上大多數(shù)其他國(guó)家，一般使用無(wú)線(xiàn)電設(shè)備 都是要付頻率使用費(fèi)的，包括手機(jī)通信，只不過(guò)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商 已經(jīng)向國(guó)家支付了這筆費(fèi)用，并通過(guò)號(hào)碼占用費(fèi)等方式向

7、用 戶(hù)收取了這筆費(fèi)用。在使用其它無(wú)線(xiàn)設(shè)備時(shí)，你首先要向國(guó) 家相關(guān)部門(mén)申請(qǐng)頻率使用許可，然后根據(jù)你的無(wú)線(xiàn)設(shè)備所使 用的頻率，功率大小和數(shù)量收取費(fèi)用。這是一筆不小的費(fèi)用， 一般設(shè)備一年往往要交納幾千元的費(fèi)用。而免費(fèi)頻段，是指 各個(gè)國(guó)家根據(jù)各自的實(shí)際情況，并考慮盡可能與世界其他國(guó) 家規(guī)定的一致性，而劃分出來(lái)的一個(gè)頻段，專(zhuān)門(mén)用于工業(yè)， 醫(yī)療以及科學(xué)研究使用（ISM頻段），不需申請(qǐng)而可以免費(fèi) 使用的頻段。我們國(guó)家的2.4G頻段，就是這樣一個(gè)頻段。 然而，為了保證大家都可以合理使用，國(guó)家對(duì)該頻段內(nèi)的無(wú) 線(xiàn)收發(fā)設(shè)備，在不同環(huán)境下的使用功率做了相應(yīng)的限制。例 如在城市環(huán)境下，發(fā)射功率不能超過(guò)100mW。Q2-

8、3： ZigBee僅適合近距離通信嗎？A： ZigBee局域網(wǎng)絡(luò)不僅可以通過(guò)提高每個(gè)節(jié)點(diǎn)模塊的發(fā)射 功率和接收靈敏度以及增加節(jié)點(diǎn)數(shù)量來(lái)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，而且還可 以通過(guò)傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)去監(jiān)控路途遙遠(yuǎn)的ZigBee控制網(wǎng)絡(luò)。 但是，在進(jìn)行擴(kuò)張要注意的是：（1）隨著發(fā)射功率的增加， 耗電量自然要增大，只要求耗電也大，便會(huì)失去ZigBee本身 電能消耗很低的優(yōu)勢(shì)；（2）盡管2.4Ghz是免費(fèi)頻段，但是不 能超過(guò)電波法中對(duì)于最大功率的限制。Q2-4： ZigBee采用直序擴(kuò)頻的通信方式有什么好處？A：同樣的頻段，采用不同的通信方式則結(jié)果也許會(huì)有很大 的差別，例如ASK,FSK,FHSS,DSSS等的抗干擾能力，通

9、信安 全保密性，可靠性都各不相同。ZigBee系統(tǒng)和CDMA系統(tǒng) 一樣，都采用的是直序擴(kuò)頻技術(shù)（DSSS）,它是一種抗干擾能 力極強(qiáng)，保密性和可靠性都很高的通信方式。如果你使用過(guò) 這兩種技術(shù)的通信產(chǎn)品，你會(huì)發(fā)現(xiàn)兩者在可靠性上不同凡 響。由于擴(kuò)頻技術(shù)在正常通信時(shí)所要求的信噪比可以很低， 就是說(shuō)，在干擾很強(qiáng)的環(huán)境下，它仍然能夠正常工作。根據(jù) 計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，這相當(dāng)于接收靈敏度提高了 7dBm。它也不容 易干擾別人。換句話(huà)說(shuō)，它可以使用較低的功率傳輸更遠(yuǎn)的 距離。下面引用擴(kuò)頻技術(shù)優(yōu)越性有關(guān)的一些資料供參考： CDMA是繼世界上推出數(shù)字通信技術(shù)之后，1995年又推出 的一種新型數(shù)字蜂窩技術(shù)，它利用數(shù)字傳輸

10、方法，采用擴(kuò)頻 通信技術(shù)，大幅度地提高了頻率利用率，具有容量大、覆蓋 范圍廣、手機(jī)功耗小、話(huà)音質(zhì)量高的突出優(yōu)點(diǎn)，將移動(dòng)通信 技術(shù)推向發(fā)展新階段。CDMA （碼分多址連接）蜂窩系統(tǒng)與 FDMA （頻分多址連接）和TDMA （時(shí)分多址連接）系統(tǒng)相 比，CDMA系統(tǒng)具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：（1）抗干擾性能好由于CDMA經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻處理，故抗干擾性 能好，可和同頻帶的窄帶共存，而不影響其正常工作。（2）抗多徑衰落能力強(qiáng)多徑衰落是影響移動(dòng)通信質(zhì)量的一 個(gè)突出問(wèn)題，通常必須采取空間分集、自適應(yīng)均衡等技術(shù)加 以克服，還有較大衰落余量。CDMA系統(tǒng)可以利用多徑信號(hào) 提供路徑分集，這樣不但緩和瑞利衰落，而且還緩和了因物

11、理遮擋所造成的慢衰落，從而大大提高通信質(zhì)量。（3）系統(tǒng)容量增大對(duì)于FDMA與TDMA，若小區(qū)的頻點(diǎn)或 時(shí)隙一分配完，則小區(qū)就不能接收新的呼叫，容量有硬性限 制。而CDMA是干擾受限系統(tǒng)，在指定的干擾電平下，即 使用戶(hù)數(shù)已達(dá)到限定數(shù)目時(shí)，也還允許增加個(gè)別用戶(hù)，其缺 點(diǎn)是造成話(huà)音質(zhì)量下降。業(yè)務(wù)提供者可在容量與話(huà)音質(zhì)量之 間進(jìn)行平衡。CDMA精確的功率控制和軟切換技術(shù)大大降低 了干擾信號(hào)的強(qiáng)度和所需的信噪比要求，而且有效地采用諸 如話(huà)音激活或可變速率話(huà)音編碼、分集接收、功率控制。據(jù) 介紹，CDMA信噪比是DAMPS、TDMA的3.7倍，是TACS 的11.2倍，是AMPS的13.6倍，是FM/FDM

12、A方式的20倍。（4）通信質(zhì)量好CDMA系統(tǒng)采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，綜合 應(yīng)用時(shí)間分集、頻率分集、空間分集、路徑分集等多種分集技術(shù)克服多徑效應(yīng)，可以獲得很強(qiáng)的抗干擾能 力，加上它在越區(qū)切換時(shí)采用先建立后中斷的軟切換技術(shù)， 保證了 CDMA的通信質(zhì)量，特別在越區(qū)切換時(shí)無(wú)乒乓效應(yīng)。本系統(tǒng)屬寬帶低噪比，波形允許采用高冗余度糾錯(cuò)編碼和高 效數(shù)字調(diào)制技術(shù)來(lái)確保高質(zhì)量話(huà)音和數(shù)據(jù)傳輸。（5）頻率利用率高CDMA系統(tǒng)的同一頻率，可以在所有小 區(qū)內(nèi)重復(fù)使用，其頻率復(fù)用率為2/3（FDMA和TDMA的頻 率復(fù)用率為1/7），不需要FDMA和TDMA那樣進(jìn)行頻率配 置，大大簡(jiǎn)化了小區(qū)分裂和微蜂窩引入。（6）多址能力強(qiáng)

13、CDMA系統(tǒng)多址能力決定擴(kuò)頻編碼間的多 址干擾大小，它與使用的擴(kuò)頻編碼方案有關(guān)，與同時(shí)發(fā)送信 號(hào)的用戶(hù)間的多址干擾（即擴(kuò)頻編碼的相關(guān)特性）有關(guān)，與 允許的接收質(zhì)量有關(guān)（輸出信噪比），因此同時(shí)工作用戶(hù)間 的多址干擾越低，能允許的接收質(zhì)量越低，CDMA技術(shù)的多 址能力就越強(qiáng)。（7）高度可靠的保密安全性CDMA移動(dòng)通 信系統(tǒng)是一個(gè)保密通信系統(tǒng)，若再加一定的加密算法技術(shù)， 能大大提高通信保密性能，這是FDMA、TDMA系統(tǒng)所無(wú)法 比擬的。分析其采用的擴(kuò)頻系統(tǒng)，要想截獲別人的通信內(nèi)容 幾乎是不可能的，如只要機(jī)內(nèi)鋰電池不放完電，它以512KHz 的時(shí)鐘頻率加以改變其序列的即時(shí)狀態(tài)，即使是連續(xù)工作， 它的擴(kuò)

14、頻地址序列周期也長(zhǎng)達(dá)7年。它還可以方便地在 CDMA系統(tǒng)設(shè)置和改變主密鑰、副密鑰、擴(kuò)頻碼表、標(biāo)準(zhǔn)加 密算法等，使通信的保密性更為可靠。（8）手機(jī)功耗小CDMA采用功率控制后，僅在衰落期間調(diào) 高發(fā)射功率電平，從而使平均發(fā)射功率減小，F(xiàn)DMA的最小 功率為5mW、平均發(fā)射功率為794 mW、峰值功率為3W， 而CDMA的最小功率為2.3mW、平均發(fā)射功率為5 mW、峰 值功率為100 mW。由此可見(jiàn)CDMA的平均發(fā)射功率和最大 發(fā)射功率比FDMA低，從而使系統(tǒng)容量增加，減少了小區(qū)數(shù) 和降低設(shè)備成本。Q2-5： ZigBee與現(xiàn)有數(shù)傳電臺(tái)的比較有哪 些特點(diǎn)？A：其優(yōu)點(diǎn)如下：（1）可靠性高：由于Zig

15、Bee模塊的集成度遠(yuǎn)比一般數(shù)傳電 臺(tái)高，分離元器件少，因而可靠性更高；（2）使用方便安全：因?yàn)榧啥雀?，比起一般?shù)傳電臺(tái)來(lái)， ZigBee收法模塊體積可以做得很小，而且功耗低，最大發(fā)射 電流比一個(gè)CDMA手機(jī)還要小許多，因而很容易集成或直 接安放在到設(shè)備之中，不僅使用方便，而且在戶(hù)外攜帶使用 時(shí)不容易受到損壞；（3）抗干擾力強(qiáng)，保密性好，誤碼率低：ZigBee收發(fā)模塊 使用的是2.4G直序擴(kuò)頻技術(shù)，比起一般FSK, ASK和跳頻 的數(shù)傳電臺(tái)來(lái)，具有更好的抗干擾能力，和更遠(yuǎn)的傳輸距離;（4）免費(fèi)頻段：ZigBee使用的是免費(fèi)頻段，而許多數(shù)傳電 臺(tái)所使用的頻段不僅需要申請(qǐng)，而且每年都需要向國(guó)家無(wú)委

16、 會(huì)交納相當(dāng)?shù)念l率使用費(fèi)；（5）價(jià)格低：ZigBee數(shù)傳模塊的價(jià)格只有具有類(lèi)似功能 的數(shù)傳電臺(tái)的幾分之一。3網(wǎng)絡(luò)技術(shù)篇Q3-1： ZigBee是具有怎樣的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)？A：簡(jiǎn)單的說(shuō)，ZigBee是一種高可靠的無(wú)線(xiàn)數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類(lèi)似 于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)，ZigBee數(shù)傳模塊類(lèi)似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基 站。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75米到幾百米、幾公里，并且支持 無(wú)線(xiàn)擴(kuò)展。ZigBee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無(wú) 線(xiàn)數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，十分類(lèi)似現(xiàn)有的移動(dòng)通信CDMA網(wǎng)或 GSM網(wǎng)，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊類(lèi)似移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè) 基站，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，它們之間可以進(jìn)行相互通信；每 個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間

17、的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75米，到擴(kuò)展后的幾百 米，甚至幾公里。與移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，ZigBee網(wǎng)絡(luò)主 要是為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它必須 具有簡(jiǎn)單，使用方便，工作可靠，價(jià)格低的特點(diǎn)。而移動(dòng)通 信網(wǎng)主要是為語(yǔ)音通信而建立,每個(gè)基站價(jià)值一般都在百萬(wàn) 元人民幣以上，而每個(gè)ZigBee “基站”卻不到1000元人民 幣。每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以作為監(jiān)控對(duì)象，例 如其所連接的傳感器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動(dòng) 中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)資料。除此之外，每一個(gè) ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（FFD）還可在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，和 多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的

18、孤立的子節(jié)點(diǎn)（RFD）無(wú)線(xiàn) 連接。每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（FFD和RFD）可以支持多達(dá)31個(gè)的傳感器和受控設(shè)備，每一個(gè)傳感器和受控設(shè)備終可以 有8種不同的接口方式。可以采集和傳輸數(shù)字量和模擬量。Q3-2： ZigBee所采用的自組織網(wǎng)是怎么回事？A：舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就可以說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，當(dāng)一隊(duì)傘兵空 降后，每人持有一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)模塊終端，降落到地面后， 只要他們彼此間在網(wǎng)絡(luò)模塊的通信范圍內(nèi)，通過(guò)彼此自動(dòng)尋 找，很快就可以形成一個(gè)互聯(lián)互通的ZigBee網(wǎng)絡(luò)。他們預(yù)先 無(wú)法判斷誰(shuí)雨，而且，由于人員的移動(dòng)，彼此間的聯(lián)絡(luò)還會(huì) 發(fā)生變化。因而，模塊還可以通過(guò)重新尋找通信對(duì)象，確定 彼此間的聯(lián)絡(luò)，對(duì)

19、原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行刷新。這就是自組織網(wǎng)。Q3-3： ZigBee技術(shù)為什么要使用自組織網(wǎng)來(lái)通信？A：網(wǎng)狀網(wǎng)通信實(shí)際上就是多通道通信，在實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)， 由于各種原因，往往并不能保證每一個(gè)無(wú)線(xiàn)通道都能夠始終 暢通，就像城市的街道一樣，可能因?yàn)檐?chē)禍，道路維修等， 使得某條道路的交通出現(xiàn)暫時(shí)中斷，此時(shí)由于我們有多個(gè)通 道，車(chē)輛（相當(dāng)于我們的控制數(shù)據(jù)）仍然可以通過(guò)其他道路 到達(dá)目的地。而這一點(diǎn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制而言則非常重要。Q3-4：為什么自組織網(wǎng)要采用動(dòng)態(tài)路由的方式？A：所謂動(dòng)態(tài)路由是指網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂讲⒉皇穷A(yù)先設(shè) 定的，而是傳輸數(shù)據(jù)前，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)時(shí)可利用的所有路徑 進(jìn)行搜索，分析它們的位置關(guān)系以及遠(yuǎn)近

20、，然后選擇其中的 一條路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在我們的網(wǎng)絡(luò)管理軟件中，路徑的 選擇使用的是“梯度法”，即先選擇路徑最近的一條通道進(jìn) 行傳輸，如傳不通，再使用另外一條稍遠(yuǎn)一點(diǎn)的通路進(jìn)行傳 輸，以此類(lèi)推，直到數(shù)據(jù)送達(dá)目的地為止。在實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)， 預(yù)先確定的傳輸路徑隨時(shí)都可能發(fā)生變化，或者因各種原因 路徑被中斷了，或者過(guò)于繁忙不能進(jìn)行及時(shí)傳送。動(dòng)態(tài)路由 結(jié)合網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，就可以很好解決這個(gè)問(wèn)題，從而保證 數(shù)據(jù)的可靠傳輸。Q3-5： ZigBee和現(xiàn)有的通信移動(dòng)網(wǎng)（GPRS，CDMA-1X） 比較有哪些特點(diǎn)？A：其特點(diǎn)為：（1）無(wú)網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)：使用移動(dòng)網(wǎng)需要長(zhǎng)期支付網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)， 而且是按節(jié)點(diǎn)終端的數(shù)量計(jì)算的

21、，而ZigBee沒(méi)有這筆費(fèi)用；（2）設(shè)備投入低：使用移動(dòng)網(wǎng)需要購(gòu)買(mǎi)移動(dòng)終端設(shè)備，每 個(gè)終端的價(jià)格在人民幣1000元上下，而使用ZigBee網(wǎng)絡(luò)， 不僅ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊（相當(dāng)于基站）費(fèi)用每只人民幣不 到1000元，而且，主要使用的網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)（相當(dāng)于手機(jī)） 的價(jià)格還要低得多；（3）通信更可靠：由于現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)主要是為手機(jī)通信而設(shè) 計(jì)的，盡管CDMA-1X和GPRS可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，但實(shí)踐 發(fā)現(xiàn)，不僅通信速率比設(shè)計(jì)速率低很多，而且數(shù)據(jù)通信的可 靠信、連續(xù)性在許多情況下也得不到保證。而ZigBee網(wǎng)絡(luò)則 是專(zhuān)門(mén)為控制數(shù)據(jù)的傳輸而設(shè)計(jì)的，因而控制數(shù)據(jù)的傳輸具有相當(dāng)?shù)谋ＷC；（4）高度的靈活性和低成本

22、：首先，通過(guò)使用覆蓋距離不 同，功能不同的ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以及其它非ZigBee系統(tǒng)的 低成本的無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊，建立起一個(gè)ZigBee局部自動(dòng)化控 制網(wǎng)，再通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)網(wǎng)與遠(yuǎn)端的計(jì)算機(jī)相連，從而實(shí) 現(xiàn)低成本，高效率的工業(yè)自動(dòng)化遙測(cè)遙控；（5）比起現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)來(lái)，盡管ZigBee僅僅只是一個(gè) 局域網(wǎng)，但通過(guò)供足夠的數(shù)據(jù)出口，它可以“無(wú)限”擴(kuò)大它 的覆蓋范圍，而且可以與現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)和其它通信 網(wǎng)絡(luò)相連接。并通過(guò)這些網(wǎng)絡(luò)將許多個(gè)ZigBee局域網(wǎng)相互連 成為一個(gè)整體。有效的解決移動(dòng)網(wǎng)的盲區(qū)覆蓋問(wèn)題：我們知 道，現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在許多地方存在盲區(qū)，特別是鐵路，公路， 油田，礦山等野外，

23、更是如此。而增加一個(gè)移動(dòng)基站或直放 站的費(fèi)用是相當(dāng)可觀的，此時(shí)使用ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行盲區(qū)覆蓋 不僅經(jīng)濟(jì)有效，而且往往是現(xiàn)在唯一可行手段。Q3-6： ZigBee 怎樣實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙測(cè)遙控？A： ZigBee網(wǎng)絡(luò)還可以通過(guò)接口卡等多種方式，與互聯(lián)網(wǎng)， GPRS網(wǎng),CDMA1x網(wǎng)以及其它通信系統(tǒng)線(xiàn)連接，從而實(shí)現(xiàn) 遠(yuǎn)程操控。你也可以通過(guò)其它網(wǎng)絡(luò)，將兩個(gè)或多個(gè)局部 ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接在一起。4市場(chǎng)應(yīng)用篇Q4-1： ZigBee技術(shù)有哪些應(yīng)用領(lǐng)域？A： ZigBee技術(shù)的目標(biāo)就是針對(duì)，工業(yè)，家庭自動(dòng)化，遙測(cè) 遙控，例如燈光自動(dòng)化控制，傳感器的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控， 油田，電力，礦山和物流管理等應(yīng)用領(lǐng)域。

24、Q4-2： ZigBee實(shí)現(xiàn)了哪些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅?A：要求低功耗，低數(shù)據(jù)量（250KPS）,低成本，使用免費(fèi)的 ISM頻段（2.4G），高的抗干擾性能的直序擴(kuò)頻通信方式 （DSSS），高保密性（64位出廠編號(hào)和支持AES-128加密），高 集成度和高的可靠性；節(jié)點(diǎn)模塊之間具有自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的功 能，采用了包括網(wǎng)狀網(wǎng)在內(nèi)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用了碰撞避免機(jī) 制，信息在整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)自動(dòng)路由的方式進(jìn)行傳 輸，從而保證了信息傳輸?shù)目煽啃浴4-3： ZigBee可以在哪些方面拓展應(yīng)用？A： ZigBee應(yīng)用：其范圍非常廣泛，可以針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化、 家庭自動(dòng)化、遙測(cè)遙控、汽車(chē)自動(dòng)化、農(nóng)

25、業(yè)自動(dòng)化和醫(yī)療護(hù) 理、油田、電力、礦山和物流管理等應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)際應(yīng)用舉 例如下：照明控制、環(huán)境控制、自動(dòng)讀表系統(tǒng)、各類(lèi)窗簾控 制、煙霧傳感器、醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)、大型空調(diào)系統(tǒng)、內(nèi)置家居 控制的機(jī)頂盒及萬(wàn)能遙控器、暖氣控制、家庭安防、工業(yè)和 樓宇自動(dòng)化。另外它還可以對(duì)局部區(qū)域內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)例如城市 中的車(chē)輛進(jìn)行定位。Q4-4：凡符合什么條件的短距離通信就可以考慮采用ZigBee 技術(shù)？A：通常，符合如下條件之一的短距離通信就可以考慮應(yīng)用ZigBee：（1）需要數(shù)據(jù)采集或監(jiān)控的網(wǎng)點(diǎn)多；（2）要求傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不大，而要求設(shè)備成本低；（3）要求數(shù)據(jù)傳輸可靠性高，安全性高；（4）要求設(shè)備體積很小，不便放置較大的充

26、電電池或者電 源模塊；（5）可以用電池供電；（6）地形復(fù)雜，監(jiān)測(cè)點(diǎn)多，需要較大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋；（7）對(duì)于那些現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的盲區(qū)進(jìn)行覆蓋；（8）已經(jīng)使用了現(xiàn)存移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行低數(shù)據(jù)量傳輸?shù)倪b測(cè)遙 控系統(tǒng)。Q4-5： ZigBee技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用情況怎樣？A：盡管?chē)?guó)內(nèi)不少人已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注ZigBee這項(xiàng)新技術(shù)，而 且也有不少企業(yè)開(kāi)始涉足ZigBee技術(shù)的開(kāi)發(fā)，然而，考慮到 ZigBee本身是一種新的系統(tǒng)集成技術(shù)，應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)必須 用網(wǎng)絡(luò)傳輸，射頻技術(shù)和底層軟硬件控制技術(shù)結(jié)合在一起， 所以對(duì)于初期開(kāi)發(fā)的企業(yè)來(lái)說(shuō)具有一定的技術(shù)難度。由于各 方面的制約，ZigBee技術(shù)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用還有待時(shí)日。但 是目前已經(jīng)展示出了非凡的應(yīng)用價(jià)值，相信隨著相關(guān)技術(shù)的 發(fā)展和推進(jìn)，一定會(huì)得到更大的應(yīng)用。但是，我們還應(yīng)該清 楚的認(rèn)識(shí)到，基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)才剛剛開(kāi)始發(fā)展， 它的技術(shù)、應(yīng)用都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上成熟，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)該抓住商機(jī)，加大投入力度，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。5 ZigBee 聯(lián)盟Q5-1 ZigBee聯(lián)盟的使命是什么？A： ZigBee聯(lián)盟是一個(gè)高速成長(zhǎng)的非盈利業(yè)界