Zigbee开发技术知识及实践第1章 Zigbee概述.pptVIP

第1章 Zigbee概述;　　　掌握Zigbee技术概念。　　　理解Zigbee技术特点。　　　了解常用Zigbee芯片的特点。　　　了解几种常见的Zigbee协议栈。　　　掌握Zigbee软硬件开发平台的建立和安装。　　　理解Zigbee与无线传感器网络的关系。;　　　　　　　　　Zigbee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通信技术。它主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间的数据传输(包括典型的周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据)。;　　　Zigbee的基础是IEEE802.15.4，但是IEEE802.15.4仅处理低级的MAC(媒体接入控制协议)层和物理层协议，Zigbee联盟对网络层协议和应用层协议进行了标准化。;　1.1.1 Zigbee的由来和发展　　　1. ?Zigbee名字的由来　　　Zigbee名字起源于蜜蜂之间传递信息的方式。蜜蜂通过一种特殊的肢体语言告知同伴新发现的事物源的位置信息，这种肢体语言是Zigzag(之字形，Z字形)舞蹈，借此意义以Zigbee作为新一代无线通信技术的命名。在此之前Zigbee也被称为HomeRF Lite、RF-EasyLink或FireFly无线电技术，现在统一称为Zigbee技术。;2005年12月，Chipcon公司推出内嵌定位引擎的Zigbee IEEE802.15.4解决方案CC2431。2006年2月，TI公司收购Chipcon公司，又相继推出一系列的Zigbee芯片，比较有代表性的片上系统有CC2530等。　　　TI公司在软件方面发展得比较快。2007年1月，TI公司宣布推出Zstack协议栈，目前已被全球众多Zigbee开发商所采用。Zstack协议栈符合Zigbee2006规范，支持多种平台，其中包括面向IEEE802.15.4/Zigbee的CC2430片上系统解决方案、基于CC2420收发器的新平台以及TI公司的MSP430超低功耗控制器(MCU)。除此之外，Zstack还支持具备定位感知特性的CC2431。;　1.1.2 无线传感器网络与Zigbee的关系　　　1. 无线传感器网络　　　无线传感器网络是指大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络。其目的是协作地感知、采集和处理传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。　　　无线传感器网络起源于20世纪70年代，是一种特殊的无线网络，最早应用于美国军方，例如空中预警控制???统。这种原始的传感器网络只能捕获单一信号，传感器节点只能进行简单的点对点通信。;　　　1980年，美国国防部高级研究计划局提出了分布式传感器网络项目，开启了现代无线传感器网络研究的先例。此项目由美国国防部高级研究计划局信息处理技术办公室主任Robert Kahn主导，并由卡耐基·梅隆大学、匹兹堡大学和麻省理工学院等大学研究人员配合，旨在建立一个由空间分布的低功耗传感器节点构成的网络。这些节点之间相互协作并自主运行，将信息送达处理的节点。　　　20世纪80～90年代，无线传感器网络的研究依旧主要应用于军事领域，并成为网络中心站思想中的关键技术。;1994年，加州大学洛杉矶分校的Willian J.Kaiser教授向美国国防部高级研究计划局提交了研究建议书《低功率无线集成微传感器》，以便于深入研究无线传感器网络。1998年，G.J.Pottie从网络的研究角度重新阐释了无线传感器网络的科学意义。同年，美国国防部高级研究计划局投入巨资启动SensIT项目，目标是实现“超视距”战场监测。1999年9月，美国《商业周刊》将无线传感器网络列入21世纪最重要的21项技术之一，被认为是21世纪人类信息研究领域所面临的重要挑战之一。;　　　2. 无线传感器网络与Zigbee的关系　　　无线传感器网络的应用，一般不需要很高的带宽，但对功耗要求却很严格，大部分时间必须保持低功耗。传感器节点通常使用存储容量不大的嵌入式处理器，对协议栈的大小也有严格的限制。另外，无线传感器网络对网络安全性、节点自动配置和网络动态重组等方面也有一定的要求。无线传感器网络的特殊性对应用于该技术的协议提出了较高的要求，目前使用最广泛的无线传感器网络的物理层和MAC层协议为IEEE802.15.4。;　　　无线传感器网络与Zigbee技术之间的关系可以从两方面进行分析：一是协议标准；二是应用。其具体关系的描述如下。　　　从协议标准来讲，目前大多数无线传感器网络的物理层和MAC层都采用IEEE802.15.4协议标准。IEEE802.15.4描述了低速率无线个人局域网的物理层和媒体接入控制(MAC)层协议，属于IEEE802.15.4工作组，而Zigbee技术是基于IEEE8