『壹』 請簡要描述在無線感測網路組網實驗中進行zigbee參數配置時需注意哪些問題
Zigbee:全新無線網路數據通信技術 Zigbee技術是隨著工業自動化對於無線通信和數據傳輸的需求而產生的,Zigbee網路省電、可靠、成本低、容量大、安全,可廣泛應用於各種自動控制領域。 Zigbee的由來: 在藍牙技術的使用過程中,人們發現藍牙技術盡管有許多優點,但仍存在許多缺陷。對工業,家庭自動化控制和遙測遙控領域而言,藍牙技術顯得太復雜,功耗大,距離近,組網規模太小等,......而工業自動化對無線通信的需求越來越強烈。正因此,經過人們長期努力,Zigbee協議在2003年中通過後,於2004正式問世了。 Zigbee是什麼: Zigbee是一個由可多到65000個無線數傳模塊組成的一個無線數傳網路平台,十分類似現有的移動通信的CDMA網或GSM網,每一個Zigbee網路數傳模塊類似移動網路的一個基站,在整個網路范圍內,它們之間可以進行相互通信;每個網路節點間的距離可以從標準的75米,到擴展後的幾百米,甚至幾公里;另外整個Zigbee網路還可以與現有的其它的各種網路連接。例如,你可以通過互聯網在北京監控雲南某地的一個Zigbee控制網路。 不同的是,Zigbee網路主要是為自動化控制數據傳輸而建立,而移動通信網主要是為語音通信而建立;每個移動基站價值一般都在百萬元人民幣以上,而每個Zigbee"基站"卻不到1000元人民幣;每個Zigbee 網路節點不僅本身可以與監控對對象,例如感測器連接直接進行數據採集和監控,它還可以自動中轉別的網路節點傳過來的數據資料; 除此之外,每一個Zigbee網路節點(FFD)還可在自己信號覆蓋的范圍內,和多個不承擔網路信息中轉任務的孤立的子節點(RFD)無線連接。 每個Zigbee網路節點(FFD和RFD)可以可支持多到31個的感測器和受控設備,每一個感測器和受控設備終可以有8種不同的介面方式。可以採集和傳輸數字量和模擬量。 Zigbee技術的應用領域: Zigbee技術的目標就是針對工業,家庭自動化,遙測遙控,汽車自動化、農業自動化和醫療護理等,例如燈光自動化控制,感測器的無線數據採集和監控,油田,電力,礦山和物流管理等應用領域。另外它還可以對局部區域內移動目標例如城市中的車輛進行定位。(成都西谷曙光數字技術公司的專利技術)。 通常,符合如下條件之一的應用,就可以考慮採用Zigbee技術做無線傳輸: 1. 需要數據採集或監控的網點多; 2. 要求傳輸的數據量不大,而要求設備成本低; 3. 要求數據傳輸可性高,安全性高; 4. 設備體積很小,不便放置較大的充電電池或者電源模塊; 5. 電池供電; 6. 地形復雜,監測點多,需要較大的網路覆蓋; 7. 現有移動網路的覆蓋盲區; 8. 使用現存移動網路進行低數據量傳輸的遙測遙控系統。 9. 使用GPS效果差,或成本太高的局部區域移動目標的定位應用。 Zigbee 技術的特點: 省電:兩節五號電池支持長達6個月到2年左右的使用時間 可靠:採用了碰撞避免機制,同時為需要固定帶寬的通信業務預留了專用時隙,避免了發送數據時的競爭和沖突;節點模塊之間具有自動動態組網的功能,信息在整個Zigbee網路中通過自動路由的方式進行傳輸,從而保證了信息傳輸的可靠性。 時延短:針對時延敏感的應用做了優化,通信時延和從休眠狀態激活的時延都非常短。 網路容量大:可支持達65000個節點。 安全:ZigBee提供了數據完整性檢查和鑒權功能,加密演算法採用通用的AES-128。 高保密性:64位出廠編號和支持AES-128加密 Zigbee的發展前景: Zigbee技術和RFID 技術在2004年就被列為當今世界發展最快,市場前景最廣闊的十大最新技術中的兩個。關於這方面的報道,你只需在網路,或GOOGLE搜索欄中鍵入"Zigbee",你就會看到大量的有關報道。總之,今後若干年,都將是Zigbee技術飛速發展的時期。 Zigbee技術在我國的應用情況: 盡管,國內不少人已經開始關注Zigbee這們新技術,而且也有不少單位開始涉足Zigbee技術的開發工作,然而,由於Zigbee 本身是一種新的系統集成技術,應用軟體的開發必須和網路傳輸,射頻技術和底層軟硬體控制技術結合在一起。因而深入理解這個來自國外的新技術,再組織一個在這幾個方面都有豐富經驗的配套的隊伍,本身就不是一件容易的事情,因而,到目前為止,國內目前除了成都西谷曙光數字技術有限公司,真正將Zigbee技術開發成產品,並成功地用於解決幾個領域的實際生產問題而外,尚未見到其它報道。 Zigbee 和現有移動網(GPRS,CDMA-1X)的比較: 1. 無網路使用費:使用移動網需要長期支付網路使用費,而且是按節點終端的數量計算的,而Zigbee沒有這筆費用; 2. 設備投入低:使用移動網需要購買移動終端設備,每個終端的價格在人民幣1000元上下,而使用Zigbee 網路,不僅Zigbee網路節點模塊(相當於基站)費用每隻人民幣不到1000元,而且,主要使用的網路子節點(相當於手機)的價格還要低得多; 3. 通信更可靠:由於現有移動網主要是為手機通信而設計的,盡管CDMA-1X和GPRS可以進行數據通信,但實踐發現,不僅通信數率比設計速率低很多,而且數據通信的可靠信也存在一定的問題。而Zigbee網路則是專門為控制數據的傳輸而設計的,因而控制數據的傳輸具有相當的保證。 4. 高度的靈活性和低成本:首先,通過使用覆蓋距離不同,功能不同的Zigbee網路節點,以及其它非Zigbee系統的低成本的無線收發模塊,建立起一個Zigbee局部自動化控制網,(這個網路可以是星型,樹狀,網狀及其共同組成的復合網結構)再通過互聯網或移動網與遠端的計算機相連,從而實現低成本,高效率的工業自動化遙測遙控; 5. 比起現有的移動網來,盡管Zigbee僅僅只是一個區域網,覆蓋區域有限,但它卻可以與現有的移動網,互聯網和其它通信網路相連接,將許多Zigbee區域網相互連成為一個整體。有效的解決移動網的盲區覆蓋問題:我們知道,現有移動網路在許多地方存在盲區,特別是鐵路,公路,油田,礦山等野外,更是如此。而增加一個移動基站或直放站的費用是相當可觀的,此時使用Zigbee網路進行盲區覆蓋不僅經濟有效,而且往往是現在唯一可行手段。 Zigbee與現有數傳電台的比較: 1. 可靠性高:由於Zigbee模塊的集成度遠比一般數傳電台高,分離元器件少,因而可靠性更高; 2. 使用方便安全:因為集成度高,比起一般數傳電台來,Zigbee收法模塊體積可以做得很小,而且功耗低,例如成都西谷公司遠距離傳輸模塊(2-5公里),最大發射電流比一個CDMA手機還要小許多,因而很容易集成或直接安放在到設備之中,不僅使用方便,而且在戶外使用時,不容易受到破壞; 3. 抗干擾力強,保密性好,誤碼率低:Zigbee收發模塊使用的是2.4G 直序擴頻技術,比起一般FSK, ASK和跳頻的數傳電台來,具有更好的抗干擾能力,和更遠的傳輸距離; 4. 免費頻段:Zigbee使用的是免費頻段,而許多數傳電台所使用的頻段不僅需要申請,而且每年都需要向國家無委會交納相當的頻率使用費。 5. 價格低: Zigbee數傳模塊的價格只有具有類似功能的數傳電台的幾分之一;(2.4G,250kps,3-5公里距離DSSS 數傳模塊每隻不到1000元人民幣) 怎樣利用Zigbee盡快產生效益: 為了讓大家能更快更好的將Zigbee技術用於解決不同應用領域的實際問題,而不需要深入了解Zigbee網路本身是如何來工作的,從而大大縮短你系統集成的時間,迅速給你帶來實際經濟效益。 成都西谷曙光數字技術有限公司專門向用戶提供Zigbee無線網路平台的演示/應用套件,和具體應用開發培訓。 這個套件包括: 1). 5個標準的演示/應用模塊(其中一個用作為與計算機相連的網關節點); 2). 電池,天線等附件; 3). Zigbee網路功能演示軟體; 4). 每個模塊提供兩個USART介面; 5). 一個標準的串口通信協議,用於將應用模塊與你的計算機和感測器相連。如果我們的標准串口協議不能滿足你具體應用的需要,原則上,我們可以根據你的具體要求加以修改。 利用這個套件,你可以完全按照有線網路連接來編制你的應用程序;將實際上的無線網路,當作一個一般的有線網路來加以利用。 這個套件,具有如下演示功能: 1. 演示Zigbee網路本身所具有的自動動態組網功能; 2. 演示網路中數據傳輸自動路由,以及數據如何在網路中傳輸的功能; 3. 顯示網路無線鏈路連接狀況,以及每個網路節點實際數據傳輸統計的功能,; 4. 演示整個網路的多種數據採集功能; 5. 演示控制中心對遠端網路節點的控制功能; 6. 更重要的是,它除了具有如上的演示功能外,它還可用於實際網路布置中檢查無線鏈路連接狀況,對現場網路節點的具體布置效果進行評估和調整。這個套件中的每個模塊提供兩個USART介面,供用戶直接編寫自己的應用程序和它用。這樣,用戶可根據自己實際應用的需要,確定所需的網路節點數量和遠端的具體設置後,就可以編寫具體應用程序軟體。當你的軟體開發工作完成後,就可以直接使用我們提供的標准模塊進行現場安裝設置後,就可以工作了。
『貳』 在zigbee 網路中,包含幾層結構,各層次在整個網路中有什麼樣的作用
在zigbee 網路中,一共包含4層結構。
1、物理層(PHY)
物理層定義了物理無線信道和MAC 子層之間的介面,提供物理層數據服務和物理層管
理服務。物理層數據服務從無線物理信道上收發數據。物理管理服務維護一個由物理層相關數據組成的資料庫。
2、MAC 層
MAC 層負責處理所有的物理無線信道訪問,並產生網路信號、同步信號;支持PAN 連接和分離,提供兩個對等MAC 實體之間可靠的鏈路。_MAC 層數據服務:保證MAC 協議數據單元在物理層數據服務中正確收發。MAC 層管理服務:維護一個存儲MAC 子層協議狀態相關信息的資料庫。
3、網路層(NWK)
ZigBee 協議棧的核心部分在網路層。網路層主要實現節點加入或離開網路、接收或拋棄其他節點、路由查找及傳送數據等功能,支持Cluster-Tree 等多種路由演算法,支持星形(Star)、樹形(Cluster-Tree)、網格(Mesh)等多種拓撲結構。
4、應用層(APL)
ZigBee 應用層框架包括應用支持層(APS)、ZigBee 設備對象(ZDO)和製造商所定義的應用對象。應用支持層的功能包括:維持綁定表、在綁定的設備之間傳送消息。所謂綁定就是基於兩台設備的服務和需求將它們匹配地連接起來。
(2)假設一個zigbee無線網路的擴展閱讀
Zigbee技術是一種應用於短距離和低速率下的無線通信技術,Zigbee過去又稱為「HomeRF Lite」和「FireFly」技術, 統一稱為Zigbee技術。主要用於距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據傳輸的應用。
與移動通信的CDMA網或GSM網不同的是,ZigBee網路主要是為工業現場自動化控制數據傳輸而建立,因而,它必須具有簡單,使用方便,工作可靠,價格低的特點。
而移動通信網主要是為語音通信而建立,每個基站價值一般都在百萬元人民幣以上,而每個ZigBee「基站」卻不到1000元人民幣。
每個ZigBee網路節點不僅本身可以作為監控對象,例如其所連接的感測器直接進行數據採集和監控,還可以自動中轉別的網路節點傳過來的數據資料。除此之外,每一個ZigBee網路節點(FFD)還可在自己信號覆蓋的范圍內,和多個不承擔網路信息中轉任務的孤立的子節點(RFD)無線連接。
『叄』 zigbee無線通信模塊有哪些組網方式
ZigBee是基於IEEE802.15.4標準的低功耗區域網協議。根據國際標准規定,ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。目前基本是ZIGBEE都採用的是2.4G頻段進行組網傳輸,但2.4G模式下,穿透性很差. 433M頻段有用在國內免授權優勢及較強穿透性和抗干擾能力。可實現星型、樹形、網狀性等組網方式。為那&通信Wbee是採用433M 頻段設計的類zigbee組網模塊,適合相對較遠距離無線數據傳輸。距離遠,穩定型好,適合工業自動化行業和物聯網領域。
『肆』 ZigBee無線網路原理的內容簡介
《ZigBee無線網路原理》適合高等學校物聯網技術專業及相關專業的教學使用,在完成《ZigBee無線網路原理》學習後通常都能自己動手開發ZigBee相關項目,因此《ZigBee無線網路原理》可以用作現場技術人員及物聯網從業人員的培訓教材。ZigBee是一種基於IEEE802.1 5.4 標准、簡單易用、近距離、低速率、低功耗(長電池壽命)且極廉價的無線通信技術,是無線感測網和物聯網的首選技術之一。《ZigBee無線網路原理》通過實驗可直觀演示ZigBee組網、ZigBee數據傳輸、ZigBee網路拓撲等功能,使讀者更加容易掌握和理解。《ZigBee無線網路原理》的實驗均有源代碼,並通過了實際的驗證。
『伍』 設計一個Zigbee的應用,需要從哪些方面考慮要到的感測器有哪些需要哪些技術
ZigBee是一個由可多到65000個無線數傳模塊組成的一個無線數傳網路平台,十分類似現有的移動通信的CDMA網或GSM網,每一個ZigBee網路數傳模塊類似移動網路的一個基站,在整個網路范圍內,它們之間可以進行相互通信;每個網路節點間的距離可以從標準的75米,到擴展後的幾百米,甚至幾公里;另外整個ZigBee網路還可以與現有的其它的各種網路連接。例如,你可以通過互聯網在北京監控雲南某地的一個ZigBee控制網路。
內容來源當寧消防網資訊
『陸』 要做一個zigbeen-wifi網關設計與實現難不難
Zigbee是基於IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協議。根據這個協議規定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱來源於蜜蜂的八字舞,由於蜜蜂(bee)是靠飛翔和「嗡嗡」(zig)地抖動翅膀的「舞蹈」來與同伴傳遞花粉所在方位信息,也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網路。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。主要適合用於自動控制和遠程式控制制領域,可以嵌入各種設備。簡而言之,ZigBee就是一種便宜的,低功耗的近距離無線組網通訊技術。
如果你的電腦或者手機里同時安裝的也有zigbee模塊,那麼它們就可以和zigbee網關之間相互傳輸數據,但是zigbee傳輸數據速率比較低,在2.4GHz的頻段只有250Kb/S,而且這只是鏈路上的速率,除掉信道競爭應答和重傳等消耗,真正能被應用所利用的速率可能不足100Kb/s,並且餘下的速率可能要被鄰近多個節點和同一個節點的多個應用所瓜分,因此即使可以上網,也會比較卡,就更加不適合做看視頻之類的事情了。
所以現在zigbee技術多應用在感測和控制方面,主要應用於以下領域:
家庭和樓宇網路:空調系統的溫度控制、照明的自動控制、窗簾的自動控制、煤氣計量控制、家用電器的遠程式控制制等
工業控制:各種監控器、感測器的自動化控制
商業:智慧型標簽等
公共場所:煙霧探測器等
農業控制:收集各種土壤信息和氣候信息
醫療:老人與行動不便者的緊急呼叫器和醫療感測器等。
當然不排除未來zigbee網關把wifi、有線電視、網路電視的功能集成添加進去,那麼以後家庭只需要一個zigbee網關就可以實現智能家居控制、上網、看電視等多種功能了。
『柒』 ZigBee如何組網
首先zigbee是什麼?
ZigBee是一種基於標準的遠程監控、控制和感測器網路應用技術。為滿足人們對支持低數據速率、低功耗、安全性和可靠性,而且經濟高效的標准型無線網路解決方案的需求,ZigBee產品如ZigBee模塊F8913c、F8913d等。核心市場是消費類電子產品、能源管理和效率、醫療保健、家庭自動化、電信服務、樓宇自動化以及工業自動化。
其次zigbee是如何組網的?
組建一個完整的zigbee網狀網路包括兩個步驟:網路初始化、節點加入網路。其中節點加入網路又包括兩個步驟:通過與協調器連接入網和通過已有父節點入網。
Zigbee網路的建立是由網路協調器發起的,任何一個zigbee節點要組建一個網路必須要滿足以下兩點要求:
(1)節點是FFD節點,具備zigbee協調器的能力;
(2)節點還沒有與其他網路連接,當節點已經與其他網路連接時,此節點只能作為該網路的子節點,因為一個zigbee網路中有且只有一個網路協調器。
節點通過協調器加入網路:當節點協調器確定之後,節點首先需要和協調器建立連接加入網路。為了建立連接,FFD節點需要向協調器提出請求,協調器接收到節點的連接請求後根據情況決定是否允許其連接,然後對請求連接的節點做出響應,節點與協調器建立連接後,才能實現數據的收發。
『捌』 zigbee無線感測器網路是大量感測器節點以什麼方式構成的
ZigBee是一種近距離、低功耗、低速率、低成本的無線網路技術,主要用於近距離網狀網連接。Zigbee有如下優點:
低功耗。在低耗電待機模式下,2節5號干電池可支持1個節點工作6~24個月,甚至更長。這是ZigBee的突出優勢。相比之下藍牙可以工作數周、WiFi可以工作數小時。
2.低成本。通過大幅簡化協議(不到藍牙的1/10),降低了對通信控制器的要求,以8051的8位微控制器測算,全功能的主節點需要32KB代碼,子功能節點少至4KB代碼,而且ZigBee免協議專利費。每塊晶元的價格大約為2美元。
3.低速率。ZigBee工作在20~250kbps的速率,分別提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps(915 MHz)和20kbps(868 MHz)的原始數據吞吐率,滿足低速率傳輸數據的應用需求。
4.近距離。傳輸范圍一般介於10~100m之間,在增加發射功率後,亦可增加到1~3km。這指的是相鄰節點間的距離。如果通過路由和節點間通信的接力,傳輸距離將可以更遠。
5.短時延。ZigBee的響應速度較快,一般從睡眠轉入工作狀態只需15ms,節點連接進入網路只需30ms,進一步節省了電能。相比較,藍牙需要3~10s、WiFi 需要3 s。
6.高容量。ZigBee可採用星狀、片狀和網狀網路結構,由一個主節點管理若乾子節點,最多一個主節點可管理254個子節點;同時主節點還可由上一層網路節點管理,最多可組成65000 個節點的大網。
7.高安全。ZigBee提供了三級安全模式,包括無安全設定、使用訪問控制清單(Access Control List, ACL) 防止非法獲取數據以及採用高級加密標准(AES 128)的對稱密碼,以靈活確定其安全屬性。
8.免執照頻段。使用工業科學醫療(ISM)頻段,915MHz(美國), 868MHz(歐洲), 2. 4GHz(全球) 。這三個頻帶的擴頻和調制方式亦有區別。
總的來講,Zigbee最大的優點是:低功耗(但是只針對終端節點來講)、組網靈活(網路中設備較多時有優勢)、低成本(相對藍牙和WiFi來將的)
『玖』 Zigbee如何快速組建大規模網路
1、首先第一步就是進行本地串口配置,如下圖所示。