ZigBee基本技术问

　　自动化，对无线数据通信的需求越来越强烈，而且，对于工业现场，这种无线数据传输必需是高可靠的，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。因此，经过人们长期努力，ZigBee协议在2003年式问世了。另外，ZigBee使用了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议Home

　　低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位和远近信息的，也就是所蜜蜂依靠着这样的方式构成了群体中的通信“网络”，因此ZigBee的发明者们形象地利用蜜蜂的这种行为来形象地描述这种无线信息传输技术。

　　低功耗，高可靠性的无线数据通信的需求而产生的。因为，对于工业现场，这种无线数据传输必需是高可靠的，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。ZigBee技术中，使用网状网拓扑结构，自动由，动态组网，直序扩频的方式。就是为了满足工业

　　A：IEEE802.15.4协议，这是一种低传送速率的无限PAN的协议。在标准化方面，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将由ZigBee联盟负责。

　　移动运营商已经向国家支付了这笔费用，并通过号码占用费等方式向用户收取了这笔费用。在使用其它无线设备时，你首先要向国家相关部门申请频率使用许可，然后根据你的无线设备所使用的频率，功率大小和数量收取费用。这是一笔不小的费用，一般设备一年往往要交纳几千元的费用。而免费频段，是指各个国家根据各自的实际情况，并考虑尽可能与世界其他国家的一致性，而划分出来的一个频段，专门用于工业，

　　医疗以及科学研究使用（ISM频段），不需申请而可以免费使用的频段。我们国家的2.4G频段，就是这样一个频段。然而，为了大家都可以合理使用，国家对该频段内的无线收发设备，在不同下的使用功率做了相应的。例如在城市下，发射功率不能超过100mW。

　　A：ZigBee局域网络不仅可以通过提高每个节点模块的发射功率和接收灵敏度以及增加节点数量来扩展网络，而且还可以通过传统的互联网去途遥远的ZigBee控制网络。但是，在进行扩张要注意的是：（1）随着发射功率的增加，耗电量自然要增大，只要求耗电也大，便会失去ZigBee本身电能消耗很低的优势；（2）尽管2.4Ghz是免费频段，但是不能超过电波法中对于最大功率的。

　　A：同样的频段，采用不同的通信方式则结果也许会有很大的差别,例如ASK,FSK,FHSS,DSSS等的抗干扰能力，通信安全保密性，可靠性都各不相同。ZigBee系统和CDMA系统一样，都采用的是直序扩频技术（DSSS),它是一种抗干扰能力极强，保密性和可靠性都很高的通信方式。如果你使用过这两种技术的通信产品，你会发现两者在可靠性上不同凡响。

　　由于扩频技术在正常通信时所要求的信噪比可以很低，就是说，在干扰很强的下，它仍然能够正常工作。根据计算和实验，这相当于接收灵敏度提高了7dBm。它也不容易干扰别人。换句话说，它可以使用较低的功率传输更远的距离。下面引用扩频技术优越性有关的一些资料供参考：

　　怎样获取路由器地址CDMA是继世界上推出数字通信技术之后，1995年又推出的一种新型数字蜂窝技术，它利用数字传输方法，采用扩频通信技术，大幅度地提高了频率利用率，具有容量大、覆盖范围广、手机功耗小、话音质量高的突出优点，将

　　移动通信质量的一个突出问题，通常必须采取空间分集、自适应均衡等技术加以克服，还有较大衰落余量。CDMA系统可以利用多径信号提供径分集，这样不但缓和瑞利衰落，而且还缓和了因物理遮挡所造成的慢衰落，从而大大提高通信质量。

　　（3）系统容量增大对于FDMA与TDMA，若小区的频点或时隙一分配完，则小区就不能接收新的呼叫，容量有硬性。而CDMA是干扰受限系统，在指定的干扰电平下，即使用户数已达到限定数目时，也还允许增加个别用户，其缺点是造成话音质量下降。业务提供者可在容量与话音质量之间进行平衡。CDMA精确的功率控制和软切换技术大大降低了干扰信号的强度和所需的信噪比要求，而且有效地采用诸如话音激活或可变速率话音编码、分集接收、功率控制。据介绍，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/FDMA方式的20倍。

　　集等多种分集技术克服多径效应，可以获得很强的抗干扰能力，加上它在越区切换时采用先建立后中断的软切换技术，了CDMA的通信质量，特别在越区切换时无乒乓效应。本系统属宽带低噪比，波形允许采用高冗余度纠错编码和高效数字调制技术来确保高质量话音和数据传输。

　　（5）频率利用率高CDMA系统的同一频率，可以在所有小区内重复使用，其频率复用率为2/3（FDMA和TDMA的频率复用率为1/7），不需要FDMA和TDMA那样进行频率配置，大大简化了小区和微蜂窝引入。

　　（6）多址能力强CDMA系统多址能力决定扩频编码间的多址干扰大小，它与使用的扩频编码方案有关，与同时发送信号的用户间的多址干扰（即扩频编码的相关特性）有关，与允许的接收质量有关（输出信噪比），因此同时工作用户间的多址干扰越低，能允许的接收质量越低，CDMA技术的多址能力就越强。（7）高度可靠的保密安全性CDMA

　　（8）手机功耗小CDMA采用功率控制后，仅在衰落期间调高发射功率电平，从而使平均发射功率减小，FDMA的最小功率为5mW、平均发射功率为794mW、峰值功率为3W，而CDMA的最小功率为2.3mW、平均发射功率为5mW、峰值功率为100mW。由此可见CDMA的平均发射功率和最大发射功率比FDMA低，从而使系统容量增加，减少了小区数和降低设备成本。

　　（2）使用方便安全：因为集成度高，比起一般数传来，ZigBee收法模块体积可以做得很小，而且功耗低，最大发射电流比一个CDMA手机还要小许多，因而很容易集成或直接安放在到设备之中，不仅使用方便，而且在户外携带使用时不容易受到损坏；

　　A：举一个简单的例子就可以说明这个问题，当一队伞兵空降后，每人持有一个ZigBee网络模块终端，降落到地面后，只要他们彼此间在网络模块的通信范围内，通过彼此自动寻找，很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。他们预先无法判断谁雨，而且，由于人员的

　　A：网状网通信实际上就是多通道通信，在实际工业现场，由于各种原因，往往并不能每一个无线通道都能够始终畅通，就像城市的街道一样，可能因为车祸，道维修等，使得某条道的交通出现暂时中断，此时由于我们有多个通道，车辆（相当于我们的控制数据）仍然可以通过其他道到达目的地。而这一点对工业现场控制而言则非常重要。

　　A：所谓动态由是指网络中数据传输的径并不是预先设定的，而是传输数据前，通过对网络当时可利用的所有径进行搜索，分析它们的关系以及远近，然后选择其中的一条径进行数据传输。在我们的网络管理软件中，径的选择使用的是“梯度法”，即先选择径最近的一条通道进行传输，如传不通，再使用另外一条稍远一点的通进行传输，以此类推，直到数据送达目的地为止。在实际工业现场，预先确定的传输径随时都可能发生变化，或者因各种原因径被中断了，或者过于繁忙不能进行及时传送。动态由结合网状网拓扑结构，就可以很好解决这个问题，从而数据的可靠传输。

　　移动网主要是为手机通信而设计的，尽管CDMA-1X和GPRS可以进行数据通信，但实践发现，不仅通信速率比设计速率低很多，而且数据通信的可靠信、连续性在许多情况下也得不到。而ZigBee网络则是专门为控制数据的传输而设计的,因而控制数据的传输具有相当的；

　　加密)，高集成度和高的可靠性；节点模块之间具有自动动态组网的功能，采用了包括网状网在内的拓扑结构，使用了碰撞避免机制，信息在整个ZigBee网络中通过自动由的方式进行传输，从而了信息传输的可靠性。

　　A：尽管国内不少人已经开始关注ZigBee这项新技术，而且也有不少企业开始涉足ZigBee技术的开发，然而，考虑到ZigBee本身是一种新的系统集成技术，应用软件的开发必须用网络传输，射频技术和底层软硬件控制技术结合在一起，所以对于初期开发的企业来说具有一定的技术难度。由于各方面的制约，ZigBee技术的大规模商业应用还有待时日。但是目前已经展示出了非凡的应用价值，相信随着相关技术的发展和推进，一定会得到更大的应用。但是，我们还应该清楚的认识到，基于ZigBee技术的无线网络才刚刚开始发展，它的技术、应用都还远远谈不上成熟，国内企业应该抓住商机，加大投入力度，推动整个行业的发展。

　　A：ZigBee联盟的主要目标是以通过加入无线网络功能，为消费者提供更富有弹性、更容易使用的电子产品。ZigBee技术能融入各类电子产品，应用范围横跨全球的民用、商用、公共事业以及工业等市场。使得联盟会员可以利用ZigBee这个标准化无线网络平台，设计出简单、可靠、便宜又节省电力的各种产品来。

　　加密层及应用描述层的制定也取得了较大的进展。V1.0版本已经发布。其他应用领域及其相关的设备描述也会陆续发布。由于ZigBee不仅只是802.15.4的代名词，而且IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K字节或者作为Hub或由器的协调器的32K字节。每个协调器可连接多达255个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对由传输的数目则没有。ZigBee联盟还开发了安全层，以这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其它节点获得。

　　ZigBee联盟强调设备的互通性：很多近距离电子产品嵌入了ZigBee模块都已具有ZigBee功能，还有许多各种产品预留了ZigBee的接口以备日后随时升级。各类网关产品的开发也得到进一步开发，网关产品支持ZigBee系统与家居控制网络、智能建筑网络及商用网络等现有的设施互联等。