(论文)zigbee发展与应用最新优秀毕业论文资料搜集呕血奉献

毕业设计（论文）开题报告（含文献综述、外文翻译）题 目 Zigbee的应用层协议实现 29毕业设计（论文）开 题 报 告（包括选题的意义、可行性分析、研究的内容、研究方法、拟解决的关键问题、预期结果、研究进度计划等）浙江大学城市学院毕业论文开题报告1. 选题的背景和意义1.1 选题的背景ZigBee技术是一种具有统一技术标准的短距离无线通信技术，其PHY层和MAC层协议为IEEE802.15.4协议标准，网络层、应用层由ZigBee技术联盟制定。其中应用层由三个部分组成，APS子层、ZDO（包含ZDO管理平台）和制造商定义的应用对象。在868/915M、2.4GHz的ISM频段上，数据传输速率最高可达250kbps。其低功耗、低成本的优点使它在很多领域获得了广泛的应用。在打包提供的免费协议栈代码中，TI公司的协议栈部分以库的形式提供，限制了其应用范围即只能应用于其公司所生产的单片机芯片上，不方便扩展、修改；而Microchip尽管提供了源代码，但在编程风格、多任务操作系统上运行考虑欠周。鉴于此，设计实现结构清晰、层次分明、移植方便、能运行在多任务环境上的应用层协议代码，可为应用扩展建立良好的基础。由于 ZigBee 自身具有优良的技术特性，其应用范围不断扩大，针对不同应用环境的协议改进需求较迫切。随着 IEEE 802.15.4 系列标准的不断完善以及 ZigBee 应用联盟的不断壮大 ZigBee 协议将得新的发展以适应未来的应用需求1.2 国内外研究现状Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词,2000年12月IEEE成立了IEEE 802.15.4 工作组。这个工作组一直致力于定义出一种供廉价的固定、便携或者移动设备使用的低成本、低速率的无线连接技术。ZigBee正是这种技术的商业化命名，这个名字来源于蜜蜂的八字舞。在标准化的方面，IEEE802.15.4 工作组主要负责制定物理层和MAC层的协议，其余协议主要参照和采用现有的标准，高层应用、测试和市场推广等方面的工作由ZigBee联盟负责。目前国内外很多机构和知名公司在研究ZigBee技术，对这种新兴的近距离、低功耗、低成本、低传输率的技术，人们更多的放到无线组网技术方向的研究，为下步的无线网络化智能传感器的研制做准备。1 国内现状国内ZigBee的研究起步比较的晚，国内市场主要有国外一起占领。现状国内还未见成熟的自主研制的ZigBee产品，只是有一些研究性的和简单应用的文章出现在期刊杂志，但是随着无技术大趋势的发展，很多的高校和研究机构已经开始无线组网技术的研究和应用。像中科院计算所的宁波分所就在专业从事无线技术的研究，侧重于无线网络化的智能传感器，计算所自主开发出了低功耗的CPU、多点网络动态组网拓扑协议、网络节点管理软件。国内的一些个大学，如山东大学、浙江大学也在进行ZigBee组网和应用的研究，利用国外的厂商的开发平台和芯片创建ZigBee网络，并且应用在智能家居、物流管理方面。相信随着无线技术的研究的深入，将有更多的国产的ZigBee产品。2国外现状 国外对此技术研究较早，技术也更为成熟，ZigBee联盟成立于02年8月份，为推动ZigBee技术的发展、Ember、Freescale、Honeywell、Mistubishi、Motorola、Philips和Samsung等公司共同成立了ZigBee联盟(ZigBee Alliance)。现如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司和开发商的加入，其中包括有许多IC设计、家电、通讯设备、IP服务提供、玩具等厂商，目前该联盟已经包含超过150多家会员。ZigBee研究主要集中于硬件和软件两个方面。硬件方面：(1) 目前在24GHz的I强芯片，以国外的Chipcon市场占有率较高，其RF芯片CC2420搭配Atmel AVR 8 bits微处理器的平台，也是很多数人接触到ZigBee的第个开发平台。(2) Chipcon已在2005年第3季度推出型号为CC2430的系统芯片(soc)，包含RF与微处理器，大大降低了未来ZigBee相关产品的成本，简化设计产品周期。(3) 24GHz的RF芯片厂商Freescale，也有渐渐迎头赶上的趋势。其I芯片共分三种型号：MCl3191、MCl3192和MCl3193，搭配不同的协议软件，提供给厂商进行不同产品的开发。软件方面：国际上已经有许多公司提供ZigBee Stack，例如：Ember、AirBee、Figure8、Wireless等，其中以Figure8 Wireless(F8W)所设计的ZStack最负盛名。Chipcon把F8W买下来后，使得Chipcon成为ZigBee的完全解决方案的提供者。Freescale也是搭配F8W的ZStack。这样，Chipcon、ZStack以及Freescalel3 193+ZStack都成为ZigBee的开发的黄金平台。1.3 发展趋势ZigBee支持小范围的基于无线通信的控制和自动化等领域，ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子装置、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用装置控制、电脑外设、玩具和游戏机等。ZigBee在2004年推出2004（ZigBee1.0）的基础上，年前又推出了功能更加强大的ZigBee2006协议栈，增加了ZigBee PRO扩展指令集，功能更加强大；据行家分析，ZigBee技术将在无线数传、无线传感器网络、无线实时定位、射频识别、数字家庭、安全监视、无线键盘、无线遥控器、无线抄表、汽车电子、医疗电子、工业自动化等方面得到非常广阔的应用。目前有个口号“WIRELESS ANY WHERE”要实现这个口号的目标，ZigBee技术的广泛应用可能是一个重要的前提。 正是因为ZigBee具有广阔的市场前景，所以引来了全球众多厂商的青睐，纷纷推出各种ZigBee无线芯片，无线单片机，ZigBee开发系统。形成了百花争艳的市场局面，这种局面，对应降低芯片价格，丰富ZigBee技术的应用软件，加快ZIGBEE技术普及，是大有好处的事情。1.3 发展趋势Zigbee 并不是用来与蓝牙或者其他已经存在的标准竞争，它的目标定位于现存的系统还不能满足其需求的特定的市场，它有着广阔的应用前景。Zigbee数据速率比较低在2.4GHZ的频段只有250Kb/S,而且只是链路上的速率,除掉信道竞争应答和重传等消耗,真正能被应用所利用的速率可能不足100Kb/S,并且余下的速率可能要被邻近多个节点和同一个节点的多个应用所瓜分.因此不适合做视频之类事情.但它适用于传感和控制领域。其应用领域主要可包括：在家庭和楼宇网络方面：空调系统的温度控制、照明的自动控制、窗帘的自动控制、煤气计量控制、家用电器的远程控制等；在工业控制方面：各种监控器和传感器的控制；在商业上:可用于智能型标签上：在公共场所方面：可用于烟雾探测，智能公交等；2研究的基本内容本课题主要完成以下几方面内容：（1）完全熟悉ZigBee的应用层协议内容，了解实时操作系统（uCOS、RTX）、了解TinyOS、TI和Microchip公司的免费协议栈代码的编程风格；（2）设计实现结构清晰、层次分明、移植方便、能运行在多任务环境上的应用层协议代码； 2.1 基本框架2.1.1应用支持子层APS提供了这样的接口：在NWK层和APL层之间，从ZDO到供应商的应用对象的通用服务集。这服务由两个实体实现：APS数据实体（APSDE）和APS管理实体（APSME）。(1)APSDE通过APSDE服务接入点(APSDE-SAP)；（2）APSME通过APSME服务接入点（APSME-SAP）。APSDE提供在同一个网络中的两个或者更多的应用实体之间的数据通信。APSME提供多种服务给应用对象，这些服务包含安全服务和绑定设备，并维护管理对象的数据库，也就是我们常说的AIB。2.1.2应用层框架ZigBee中的应用框架是为驻扎在ZigBee设备中的应用对象提供活动的环境。最多可以定义240个相对独立的应用程序对象，任何一个对象的端点编号从1到240。还有两个附加的终端节点为了APSDE-SAP的使用：端点号0固定用于ZDO数据接口；另外一个端点255固定用于所有应用对象广播数据的数据接口功能。端点241-254保留（给为了扩展使用）。2.1.3ZigBee设备对象ZigBee设备对象（ZDO），描述了一个基本的功能函数，这个功能在应用对象、设备profile和APS之间的提供了一个接口。ZDO位于应用框架和应用支持子层之间。它满足所有在ZigBee协议栈中应用操作的一般需要。ZDO还有以下作用：（1）初始化应用支持子层（APS），网络层（NWK），安全服务规范（SSS）。（2）从终端应用中集合配置信息来确定和执行发现、安全管理、网络管理、以及绑定管理。 ZDO描述了应用框架层的应用对象的公用接口以控制设备和应用对象的网络功能。在终端节点0, ZDO提供了与协议栈中低一层相接的接口，如果是数据是通过APSDE-SAP，如果是控制信息则通过APSME-SAP。在ZigBee协议栈的应用框架中，ZDO公用接口提供设备、发现、绑定、以及安全等功能的地址管理。2.2 研究的重点和难点要把重要处理埋没在层层嵌套的if语句和花括号中去，所以尽可能的避免深层的嵌套。注意代码中的各种函数的调用。编写的代码要清晰。使用安全的数据结构。使用数据结构时，一定要考虑到溢出的问题。2.3 拟解决的关键问题参考TI公司的协议栈部分代码，设计出结构清晰、层次分明、移植方便、能运行在多任务环境上的应用层协议源代码，为应用扩展建立良好的基础。3研究的方法及措施应用层协议的实现是通过编制程序来完成。此设备是基于单片机系统的，在实现过程中采用单片机的C语言，针对某一款射频芯片实现一个测试程序。4预期研究成果要可以实现以下功能：1。支持beacon寻找网络。2协调器建立网络，RFD加入网络，重新加入网络，离开网络。3支持星状、树状两种网络拓扑。4多个节点之间多跳通信。5研究工作进度计划第七学期第 45 周： 查找相关。第七学期第 67 周： 翻译外文文献。第七学期第 89 周： 完成文献综述。第七学期第1011周：撰写开题报告。第七学期第1213周：整理开题材料，答辩以及相关的小结工作。第七学期第14周： 分析代码，确定具体的设计思路，设计出详细方案。第七学期第1517周：写代码，按照设计方案实施。第八学期第12周： 代码实现。第八学期第34周： 编写说明书，形成毕业设计全部文件。准备成果验收。第八学期第6周： 成果验收。第八学期第712周： 整理材料，答辩以及完成总结工作。毕业设计（论文）文 献 综 述（包括国内外现状、研究方向、进展情况、存在问题、参考依据等）文献综述Zigbee发展与应用1. 国内外研究现状Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词,2000年12月IEEE成立了IEEE 802.15.4 工作组。这个工作组一直致力于定义出一种供廉价的固定、便携或者移动设备使用的低成本、低速率的无线连接技术。ZigBee正是这种技术的商业化命名，这个名字来源于蜜蜂的八字舞。在标准化的方面，IEEE802.15.4 工作组主要负责制定物理层和MAC层的协议，其余协议主要参照和采用现有的标准，高层应用、测试和市场推广等方面的工作由ZigBee联盟负责。目前国内外很多机构和知名公司在研究ZigBee技术，对这种新兴的近距离、低功耗、低成本、低传输率的技术，人们更多的放到无线组网技术方向的研究，为下步的无线网络化智能传感器的研制做准备1国内现状国内ZigBee的研究起步比较的晚，国内市场主要有国外一起占领。现状国内还未见成熟的自主研制的ZigBee产品，只是有一些研究性的和简单应用的文章出现在期刊杂志，但是随着无技术大趋势的发展，很多的高校和研究机构已经开始无线组网技术的研究和应用。像中科院计算所的宁波分所就在专业从事无线技术的研究，侧重于无线网络化的智能传感器，计算所自主开发出了低功耗的CPU、多点网络动态组网拓扑协议、网络节点管理软件。国内的一些个大学，如山东大学、浙江大学也在进行ZigBee组网和应用的研究，利用国外的厂商的开发平台和芯片创建ZigBee网络，并且应用在智能家居、物流管理方面。相信随着无线技术的研究的深入，将有更多的国产的ZigBee产品2。2国外现状 国外对此技术研究较早，技术也更为成熟，ZigBee联盟成立于02年8月份，为推动ZigBee技术的发展、Ember、Freescale、Honeywell、Mistubishi、Motorola、Philips和Samsung等公司共同成立了ZigBee联盟(ZigBee Alliance)。现如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司和开发商的加入，其中包括有许多IC设计、家电、通讯设备、IP服务提供、玩具等厂商，目前该联盟已经包含超过150多家会员3。ZigBee研究主要集中于硬件和软件两个方面。硬件方面：目前在24GHz的I强芯片，以国外的Chipcon市场占有率较高，其RF芯片CC2420搭配Atmel AVR 8 bits微处理器的平台，也是很多数人接触到ZigBee的第个开发平台。Chipcon已在2005年第3季度推出型号为CC2430的系统芯片(soc)，包含RF与微处理器，大大降低了未来ZigBee相关产品的成本，简化设计产品周期。24GHz的RF芯片厂商Freescale，也有渐渐迎头赶上的趋势。其I芯片共分三种型号：MCl3191、MCl3192和MCl3193，搭配不同的协议软件，提供给厂商进行不同产品的开发4。软件方面：国际上已经有许多公司提供ZigBee Stack，例如：Ember、AirBee、Figure8、Wireless等，其中以Figure8 Wireless(F8W)所设计的ZStack最负盛名。Chipcon把F8W买下来后，使得Chipcon成为ZigBee的完全解决方案的提供者。Freescale也是搭配F8W的ZStack。这样，ChipconCC24ZStack以及Freescalel3 193+ZStack都成为ZigBee的开发的黄金平台5。2研究方向ZigBee路由协议是基于AODV专用网络路南协议来实现的。ZigBee器由器主要功能是：路径的发现和选择、路径保持维护、路径期满处理。ZStack提供了完善高效的路由算法，并且路由对于应用层来说是完全透明的“1。用户在实现路由算法时，主要通过路由记录表的配置来实现，这个重要的配置文件是fSwConfigc用户可以通过配置文件中的ROUTE_EXPIRY_TIME配置路径满期时间，通过MAXRTG_ENTRIES配置路由表的大小，通过MAX_REQENTRIES配置并发查找路径的大小，等等6。另基于Zigbee技术的传感器网络应用非常广泛，可以帮助人们更好地实现生活梦想。Zigbee技术应用在数字家庭中，可使人们随时了解家里的电子设备状态，并可用于对家中病人的监控，观察病人状态是否正常以便作出反应。Zigbee传感器网络用于楼宇自动化可降低运营成本。如：酒店里遍布空调供暖(HVAC)设备，如果在每台空调设备上都加上一个ZigBee节点，就能对这些空调系统进行实时控制，节约能源消耗。此外，通过在手机上集成Zigbee芯片，可将手机作为Zigbee传感器网络的网关，实现对智能家庭的自动化控制、进行移动商务（利用手机购物）等诸多功能。据BobHeile介绍，目前意大利TIM移动公司已经推出了基于Zigbee技术的Z-sim卡，用于移动电话与电视机顶盒、计算机、家用电器之间的通信及停车场收费等7。3进展情况资料查询已完成。完成文献综述。完成翻译外文文献。代码分析为完成。代码未实现。4存在问题1.1如何实现符合ZigBee协议的解决方案 开发符合ZigBee协议的最终产品，并使其能通过ZigBee认证获得ZigBee标识的最好方法就是在符合ZigBee 联盟所制定规范的开发平台上进行开发。8 符合ZigBee规范的开发平台可以从不同的ZigBee技术提供商那里获得，所包含的内容通常如下 * PCB板参考设计 o 符合IEEE802.15.4且经过测试的RF收发芯片 o 微控制器 o 必要的外围元器件，如为了天线匹配所需的元器件，晶体的负载电容，去耦电容等 o 传感器/制动器的连接线（这会因平台不同而不同）9 * 软件 o 必要的MAC层功能 o ZigBee 软件协议，包括应用框架 ZigBee联盟定义了测试和互操作方式，以使ZigBee平台供应商提供具有ZigBee适应性的开发平台10。 ZigBee适应性平台可以表现为能够被设计者复制的一个参考设计，或者作为一个独立的射频模块。它是一个通用型的平台并能用于不同的ZigBee应用中。随着时间的推移经过优化的ZigBee适应性平台，如终端设备将被提供11。2.1设备发现设备发现是ZigBee设备为什么能发现其他设备的过程。这有两种形式的设备发现请求：IEEE地址请求和网络地址请求。IEEE地址请求是单播到一个特殊的设备且假定网络地址已经知道。网络地址请求是广播且携带一个已知的IEEE地址作为负载12。2.1服务发现服务发现是为什么一个已给设备被其他设备发现的能力的过程。服务发现通过在一个已给设备的每一个端点发送询问或通过使用一个匹配服务性质（广播或者单播）。服务发现方便定义和使用各种描述来概述一个设备的能力。服务发现信息在网络中也许被隐藏，在这种情况下，设备提供的特殊服务可能不好到达在发现操作发生的时候13。2.3通讯距离问题 由于一般的ZIGBEE前端RF部分输出大部分只有0DBM,点对点开阔地带 实际通讯距离只有几十米，如果加上环境和阻挡因数，通讯距离还会缩水。虽然可以通过中继路由来解决，都是很多应用还是有困难，像无线点菜系统，棉田滴灌系统，安防系统，楼宇监控，医院应用，粮库监控，电力线监控，井下定位等等，都需要比较长的通讯距离才可以满足需要14。2.4开发设备问题 ZIGBEE芯片工作在2.4GHZ和900MHZ的高频率,硬件设计不可能绕开高频设计和调试，需要的高频设备如频谱分析仪等，价格较高，也构成了一定技术门槛。2.5技术更新太快 为了实时处理复杂的无线网络管理和路由，ZIGBEE软件协议栈代码比较复杂，同时涉及比较多的无线技术知识背景，掌握这些无线软件需要比较多的时间，加上协议栈在不断升级，使用的微控制器也在不断变化中，也加长了开发和调试周期15。因此基于IEEE 802.15.4的ZigBee网络是扩充现有网络应用的一种良好手段，具有广阔的应用场合和发展前景。ZigBee协议栈还在不断升级，如何根据不同的需求设计高性能的ZigBee网络，如何将ZigBee网络与其他网络进行可靠连接，达到功能互补，是一项很有意义的课题。浙江大学城市学院毕业论文参考文献参考文献（含开题报告和文献综述）1李文仲.Zigbee无线网技术入门与实践M.北京：北京航空航天大学出版社,2007.2李长征 杨洁明 沈大伟. 基于 ZigBee 的无线监测网络设计J .机电工程技术,2008:61(66) .3刘市生 张贤华. ZigBee 网络层的设计与实现J. 无线电工程,2008:55(58). 4李战明, 刘宝, 骆东松. Zigbee技术规范与协议栈分析J .微型机与应用, 2009:4(13).5 德州仪器. MSP430 Ultra-Low-Power Microcontrollers. 2010-11-25.6ZigBeeAlliance.ZigBeeSpecificationS. :2010-11-29.7 吴线. DIY ZigBee无线传感器网络J. 无线电, 2009:12(16).8 李黎. ZigBee技术研究J. 技术与市场,2009:52(53).9 戴海清,李春茂,陈东发. 无线传感器网络节能策略N.广西师范学院报（自然科学版）,2007-02-14(10).10 林元乖. ZigBee无线传感器网络及应用J. 科技信息, 2009:25(28).11 加里莱格. 无线网络技术的低功耗传感器OL. : 2004-5-6/2010-11-30. 12尤 克. 新型无线传感器网络J. 微型机与应用,2007:33(38).13王吉富,刘梧林,郭建光. 基于 ZigBee 技术的无线传感器网络应用研究J. 移动通信,2008,56(60).14王 东,张金荣,魏 延,曹长修,唐 政. 利用 ZigBee 技术构建无线传感器网络J. 重庆大学学报 自然科学版,2006:22(28).15 刘子京, 裴文江. 基于ZigBee协议的无线传感器网络研究J. 计算机技术与发展, 2009: 19(5).毕业设计（论文）译文及原稿译文题目 ZigBee：无线技术，低功耗传感器网络 原稿题目 ZigBee: Wireless Technology for Low-Power Sensor Networks 原稿出处 电子文献 浙江大学城市学院毕业论文 外文翻译ZigBee：无线技术，低功耗传感器网络加里莱格美国东部时间2004年5月6日上午12:00技师（工程师）们在发掘无线传感器的潜在应用方面从未感到任何困难。例如，在家庭安全系统方面，无线传感器相对于有线传感器更易安装。而在有线传感器的装置通常占无线传感器安装的费用80%的工业环境方面同样正确（适用）。而且相比于有线传感器的不切实际甚至是不肯能而言，无线传感器更具应用性。虽然，无线传感器需要消耗更多能量，也就是说所需电池的数量会随之增加或改变过于频繁。再加上对无线传感器由空气传送的数据可靠性的怀疑论，所以无线传感器看起来并不是那么吸引人。一个低功率无线技术被称为ZigBee，它是无线传感器方程重写，但是。一个安全的网络技术，对最近通过的IEEE 802.15.4无线标准（图1）的顶部游戏机，ZigBee的承诺，把无线传感器的一切从工厂自动化系统到家庭安全系统，消费电子产品。与802.15.4的合作下，ZigBee提供具有电池寿命可比普通小型电池的长几年。 ZigBee设备预计也便宜，有人估计销售价格最终不到3美元每节点，。由于价格低，他们应该是一个自然适应于在光线如无线交换机，无线自动调温器，烟雾探测器和家用产品。（图1）虽然还没有正式的规范的ZigBee存在（由ZigBee联盟是一个贸易集团，批准应该在今年年底），但ZigBee的前景似乎一片光明。技术研究公司In-Stat/MDR在它所谓的“谨慎进取”的预测中预测，802.15.4节点和芯片销售将从今天基本上为零，增加到2010年的165万台。不是所有这些单位都将与ZigBee结合，但大多数可能会。世界研究公司预测的到2010年射频模块无线传感器出货量4.65亿美量，其中77是ZigBee的相关。从某种意义上说，ZigBee的光明前途在很大程度上是由于其较低的数据速率20 kbps到250 kbps的，用于取决于频段频率（图2）， 比标称1 Mbps的蓝牙和54的802.11g Mbps的Wi - Fi的技术。但ZigBee的不能发送电子邮件和大型文件，如Wi - Fi功能，或文件和音频，蓝牙一样。对于发送传感器的读数，这是典型的数万字节数，高带宽是没有必要，ZigBee的低带宽有助于它实现其目标和鲁棒性的低功耗，低成本。 由于ZigBee应用的是低带宽要求，ZigBee节点大部分时间可以睡眠模式，从而节省电池电源，然后醒来，快速发送数据，回去睡眠模式。而且，由于ZigBee可以从睡眠模式过渡到15毫秒或更少主动模式下，即使是睡眠节点也可以达到适当的低延迟。有人扳动支持ZigBee的无线光开关，例如，将不会是一个唤醒延迟知道前灯亮起。与此相反，支持蓝牙唤醒延迟通常大约三秒钟。一个ZigBee的功耗节省很大一部分来自802.15.4无线电技术，它本身是为低功耗设计的。802.15.4采用DSSS（直接序列扩频）技术，例如，因为（跳频扩频）另类医疗及社会科学院将在保持一样使用它的频率过大的权力同步。ZigBee节点，使用802.15.4，是几个不同的沟通方式之一，然而，某些方面比别人拥有更多的使用权力。因此，ZigBee的用户不一定能够实现传感器网络上的任何方式选择和他们仍然期望多年的电池寿命是ZigBee的标志。事实上，一些技术专家打算用小型无线传感器创建大的网络，即使功率ZigBee的电池需求很大。一个ZigBee网络节点可以消耗额外的功率，例如，如果它试图避免与其他节点的传输或与其他无线电源传输重叠的传输。那么在ZigBee 802.15.4无线电的使用实现CSMA / CA（载波侦听多址接入冲突避免）技术，与ZigBee节点使用CSMA / CA是基本上采取了听先于谈话的方式，看是否有无线电通信已经展开。但是，正如所指出的Venkat Bahl，传感器营销公司恩贝尔公司副总裁兼ZigBee联盟的副主席，这不是一个首选的方法。“有听意见的权力，”Bahl说，“我们不喜欢这样做。”ZigBee和802.15.4通讯的另一个选择是指路明灯模式，通常睡觉模式醒来网络节点定期接收同步“灯塔”从网络的控制节点。但是，对于一个灯塔听废物力量，也因为时间的不确定性，特别是支配节点打开，以免错过早期一盏明灯。争议中的通信为了尽可能节省电力ZigBee采用一种简单交际策略,talk-when-ready发送数据时,数据准备派遣然后就等着自动确认。根据鲍勃Heile,两ZigBee联盟主席和电子802.15,talk-when-ready是“开门见山地”计划,但却是一种很电力有效率。“我们在广泛的分析,导致了最好的节能策略从各种环境安静喧闹的,”Heile说。“我们发现,手了,好,我们在发送才离开那包东西和承认它。如果你不想让他ack讯息,它只表示你惨败,所以重发给你。你有更好的电源管理，并确定它是否安静，然后再谈谈。”幸运的是，这种当面策略导致RF干扰非常小。这主要是因为ZigBee节点具有非常低的占空比，只偶尔传输发送少量的数据。其他ZigBee节点，以及Wi - Fi和蓝牙模块，可以轻松应付这么小，频繁爆发。ZigBee的通话时就绪计划并不适合所有的目的，但是。例如，在成千上万的微型传感器网络进入战区下降到监视敌方部队调动，积蓄力量提供的仍可能是不够的。每个网络节点周期性地发送和反复通过网状网络配置中的其他节点附近多次以达到网络控制器的大碰撞和重发的数据包数量可能会浪费功率，并显着缩短传感器节点的电池寿命传输数据。如果传感器电池非常小，功率有限，这特别成问题。虽然大气电波访问争不是一般意义上的ZigBee问题，都可以。传感器网络公司尘埃网络，其实，说是保持竞争问题，从该公司的ZigBee转向为现在，至少，甚至尘土纵然仍是ZigBee联盟的成员。“每个ZigBee设备需要与邻国争夺领空，说：”Dust产品管理总监罗伯特剪“，所以有一些争论，一些不可避免的低效率。”为了避免ZigBee的访问的争夺，争夺使用免费的TDMA（时分多址）技术。ZigBee的802.15.4 MAC层通过提供担保的计划，有点类似于TDMA的时隙，但只是作为一个可选的“超码”那更复杂，更省电，比TDMA的有效组成部分。ZigBee的已注册的袖子更省电的技巧，但是。例如，它减少了对节能减功能设备，除了更强大的全功能设备（FFDs）（RFDs）在ZigBee元件提供电力的消耗。每个ZigBee网络至少需要一个控制器作为一个发展筹资，但大多数网络节点可以RFDs（图3）。RFDs只有FFDs可以谈，而不是其他RFDs，但它们含有较少的电路比FFDs，很少或没有功率消耗内存。 ZigBee的节省，减少了相关处理单仍然需要更多的权力。简单的8位像8051处理器可以处理家务容易的ZigBee和ZigBee协议栈占用很少的内存。发展筹资的一个堆栈，例如，大概需要32字节，一个RFD的堆栈只需要4字节。这些数字比较远约250蓝牙技术更复杂的字节。从ZigBee的比较简单的实现，节约了成本，自然产生。RFDs，当然，减少漏报ZigBee的内存和其他电路元件成本，以及简单的8位处理器和小协议栈帮助保持系统成本。通常，一个应用程序的主处理器可以很容易地承担了ZigBee处理额外的负载小，使得ZigBee的功能不必要单独的处理器。但是，保持ZigBee的低价格的主要策略是因为有很大的市场和高容量。ZigBee联盟，通过一个开放的标准，并通过大力推进ZigBee设备之间的互操作性，ZigBee的预期应用非常大，如家庭与楼宇自动化应用。该联盟目前正在为这些特殊应用努力，它预计将在今年较迟时与ZigBee规范1.0的互操作性的程序完一起完成。一个有关的ZigBee家庭自动化与安全通过乐观的原因是它的易用性。ZigBee网络的自我形成，使消费者更容易对它们进行设置。“在居住空间，有没有配置参与，：”ZigBee联盟的Heile说。“你从箱子拿一些东西，放电池进去，可能做一些简单的按钮操作，按下安全带来两个设备并拢，按动按钮，直到绿色灯光来，你就完成了。”ZigBee网络还可以自行在商业和工业环境的形式，但专业安装人员将有特别的安全工具，提供额外的控制。ZigBee是安全灵活的，Heile说，给消费者和专业用户他们需要的。“你不必有128位公共密钥加密的烟雾探测器，”他说，“但如果我在一幢复杂的高层办公楼，这正是我的安全级别将有荧光灯。如果你在第五大道上的高层建筑里，你不想去的人在街上，把你的灯关了。“专有比赛ZigBee的比赛几乎完全来自主专有技术。传感器公司Dust，如上所述，是坚持使用自己的技术，显然的，虽然强烈的推到ZigBee舞台上，计划继续提供其专有EmberNet设备添加也。此外，Zensys是其Wave技术提供给客户的Z -。西尔韦尼亚，例如，已经使用照明控制Z - Wave的，而ZigBee系统保持在至少数个月。通过提供互操作性，但ZigBee的补充能力，专利产品不能。举例说，Ember的义巴尔，互操作性允许照明系统的ZigBee节点的工作，在一个空调系统的ZigBee网络，反之亦然。“飞利浦照明是真的对这个很兴奋，”义巴尔说，“因为原来从一到建筑物的自动化系统的基础设施骨干镇流器生产厂家他们。”不用说，主要的半导体公司很多，尤其是那些在嵌入式系统公司中大都热切期待ZigBee的投入并且大规模进入市场。飞思卡尔半导体（直到最近，摩托罗拉半导体产品部称）已经提供ZigBee - ready技术来选择客户。其他半导体公司，包括AMI，爱特梅尔，微芯片，飞利浦，瑞萨，都是ZigBee联盟的成员。 ZigBee可能是缓慢渗透到无线传感器的工业市场，但是。据对世界市场研究公司，它会需要五至七年来说服客户在工业上的可靠性，耐用性，以及无线传感器系统的安全。并显著预测在整个世界中ZigBee将长期在工业制造上有增长，因此。到2010年，公司项目，射频模块，应用于工业监控和控制得将达到1.65亿台，同比增长190万元，在世界性预测中，在2004年。大约75的将基于ZigBee和802.15.4。最终，ZigBee的可进入各种广泛的应用。家用电器，它可以帮助监测和控制能源消耗。在汽车应用中，它可以提供轮胎压力监测和远程无钥匙进入系统。也可用于ZigBee的医疗设备中，甚至在计算机外围设备，如无线键盘或鼠标。值得关注的是越来越多，虽然，ZigBee的可能变成一种适合所有的技术的尺寸，并不很适合任何应用程序。一些持怀疑态度，例如，企图使ZigBee无所不包的可能使ZigBee协议栈太大，ZigBee的双重目标是非常低功耗和非常低的成本。如果出现这种情况，那么ZigBee的低功耗，低数据速率利基窄，如果它是，将被证明是过于宽泛的。然后，也许我们会需要另一种无线标准，以配合我们已经有的蓬勃发展的人数。加里莱格是一家位于波士顿的自由撰稿人。他拥有电子工程学士学位，曾任编辑，EDN杂志执行编辑ZigBee: Wireless Technology for Low-Power Sensor NetworksGary Legg 5/6/2004 12:00 AM EDT Technologists have never had trouble coming up with potential applications for wireless sensors. In a home security system, for example, wireless sensors would be much easier to install than sensors that need wiring. The same is true in industrial environments, where wiring typically accounts for 80% of the cost of sensor installations. And then there are applications for sensors where wiring isnt practical or even possible.The problem, though, is that most wireless sensors use too much power, which means that their batteries either have to be very large or get changed far too often. Add to that some skepticism about the reliability of sensor data thats sent through the air, and wireless sensors simply havent looked very appealing.A low-power wireless technology called ZigBee is rewriting the wireless sensor equation, however. A secure network technology that rides on top of the recently ratified IEEE 802.15.4 radio standard (Figure 1), ZigBee promises to put wireless sensors in everything from factory automation systems to home security systems to consumer electronics. In conjunction with 802.15.4, ZigBee offers battery life of up to several years for common small batteries. ZigBee devices are also expected to be cheap, eventually selling for less than $3 per node by some estimates. With prices that low, they should be a natural fit even in household products like wireless light switches, wireless thermostats, and smoke detectors.Figure 1: ZigBee adds network, security, and application-services layers to the PHY and MAC layers of the IEEE 811.15.4 radioAlthough no formal specification for ZigBee yet exists (approval by the ZigBee Alliance, a trade group, should come late this year), the outlook for ZigBee appears bright. Technology research firm In-Stat/MDR, in what it calls a cautious aggressive forecast, predicts that sales of 802.15.4 nodes and chipsets will increase from essentially zero today to 165 million units by 2010. Not all of these units will be coupled with ZigBee, but most probably will be. Research firm ON World predicts shipments of 465 million wireless sensor RF modules by 2010, with 77% of them being ZigBee-related.In a sense, ZigBees bright future is largely due to its low data rates20 kbps to 250 kbps, depending on the frequency band used (Figure 2)compared to a nominal 1 Mbps for Bluetooth and 54 Mbps for Wi-Fis 802.11g technology. But ZigBee wont be sending email and large documents, as Wi-Fi does, or documents and audio, as Bluetooth does. For sending sensor readings, which are typically a few tens of bytes, high bandwidth isnt necessary, and ZigBees low bandwidth helps it fulfill its goals of low power, low cost, and robustness.Figure 2: ZigBees data rates range from 20 kbps to 250 kbps, depending on the frequency usedBecause of ZigBee applications low bandwidth requirements, a ZigBee node can sleep most of the time, thus saving battery power, and then wake up, send data quickly, and go back to sleep. And, because ZigBee can transition from sleep mode to active mode in 15 msec or less, even a sleeping node can achieve suitably low latency. Someone flipping a ZigBee-enabled wireless light switch, for example, would not be aware of a wake-up delay before the light turns on. In contrast, wake-up delays for Bluetooth are typically around three seconds.A big part of ZigBees power savings come from the radio technology of 802.15.4, which itself was designed for low power. 802.15.4 uses DSSS (direct-sequence spread spectrum) technology, for exam