自動化無線網路技術

『壹』 ZigBee是什麼意思

Zigbee，在中國被譯為"紫蜂"，它與藍牙相類似，是一種新興的短距離無線技術。

Zigbee是IEEE802。15。4協議的代名詞。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。

(1)自動化無線網路技術擴展閱讀：

對於ZigBee無線通信技術的特徵而言，主要表現為：

其一，ZigBee能源消耗顯著低於其他無線通信技術。通常而言，ZigBee開展傳輸處理過程中對應需求的功率為1MW。倘若ZigBee進入休眠狀態，則其所需的功率將更低。通俗來講，通過為裝置有ZigBee的設備配備兩節5號電池，該設備便可持續運行超過6個月的時間。

其二，ZigBee研發及使用所需投入的成本偏低。現階段，ZigBee的成本普遍無需交付專利費。通常情況下，應用ZigBee過程中僅需交付最初的6美元，後續的實際操作便不會產生更高的費用。由此表明，ZigBee的研發及使用成本可為廣大用戶所接受。

『貳』 智能工業的智能工業的關鍵技術--物聯網技術

智能工業的實現是基於物聯網技術的滲透和應用，並與未來先進製造技術相結合，形成新的智能化的製造體系。所以，智能工業的關鍵技術在於物聯網技術。 包括識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網路技術。
FRID、NFC，WSN 製造業供應鏈管理物聯網應用於企業原材料采購、庫存、銷售等領域，通過完善和優化供應鏈管理體系，提高了供應鏈效率，降低了成本。空中客車（Airbus）通過在供應鏈體系中應用感測網路技術，構建了全球製造業中規模最大、效率最高的供應鏈體系。
生產過程工友老拿藝優化物聯網技術的應用提高了生產線過程檢測、實時參數採集、生產設備監控、材料消耗監測的能力和水平。生產過程的智能監控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護水平不斷提高。鋼鐵企業應用各種感測器和通信網路，在生產過程中實現對加工產品的寬度、厚度、溫度的實時監控，從而提高了產品質量，優化了生產流程。
產品設備監控管理各種感測技術與製造技術融合，實現了對產品設備操作使用記錄、設備故障診斷的遠程監控。GE Oil&Gas集團在全球建立了13個面向不同產品的i-Center，通過感測器和網路對設備進行在線監測和實時監控，並提供設備維護和故障診斷的解決方案。
環保監測及能源管理物聯網與環保設備的融合實現了對工業生產過程中產生的各種污染源及污染治理各環節關鍵指標的實時監控。在重點排污企業排污口安裝無線感測設備，不僅可以實時監測企業排污數據，而且可以遠程關閉排污口，防止突發性環境污染事故的發生。電信運營商已開始推廣基於物聯網的污染治理實時監測解決方案。
工業安全生產管理把感應器嵌入和裝備到礦山設備、油氣管道、礦工設備中，可以感知危險環境中工作人員、設備機器、周邊環境等方面的安全狀態信息，將現有分散、獨立、單一的網路監管平台提升為系統、開放、多元的綜合網路監管平台，實現實時感知、准確辨識、快捷響應、有效控制。 物聯網的產業鏈即所謂的DCM(Device、Connect、Manage)跟工業自動化的三層架構是互相呼應的，在物聯網的環境中，每一層次自原來的傳統功能大幅進化，在Device(設備)達到所謂的全面感知，就是讓原本的物，提升為智能物件，可以識別或擷取各種數據；好搭而在Connect(連接)層則是要達到可靠傳遞，除了原有的有線網路外更擴展到各種無線網路；而在Manage(管理)層部分，則是要將原有的管理功能進步到智能處理，對擷取到的各種數據做更具智能的處理與呈現。
傳統的工業自動化控制系統主要包括3個層次，分別是設備層(device layer)、控制層(control layer)、以及信息層(information layer)。設備層的功能是將現場設備以網路節點的形式掛接在現場匯流排網路上，依照現場匯流排的協議標准，設備採用功能模塊的結構，通過組態設計，完成數據擷取、A/D轉換、數字濾波、溫度壓力補償、PID控制等各種功能；控制層是自動化的基礎，從現場設備中獲取數據，完成各種控制、運行參數的監測、警報和趨勢分析等功能，控制層的功能一般由工業計算機或PLC等控制器完成，這些控制器具備網路能力以協調網路節點之間的數據通信，同時也實現現場匯流排網段與乙太網段的連接；第三層信息層提供實現遠程式控制制的平台，並連接到企業自動化系統，同時從控制層提取有關生產數據用於制定綜合管理決策。
自另一個角度來，物聯網可以使所謂的自動化跟信息化『兩化融合』的願景更具體實現，自動化業者長期以來都朝著信息化目標前進，在物聯網的基礎下，原先傳統的C/S(Client/Server)架構，可以轉換成B/S(Browser/Server)架構，在生產製造、智能建築、新能源、環境監控、以及設備控制領域有更廣泛的應用。具體而言，自動化資料如果沒有經過訊息化的集成，一般使用者還是無法使用；同樣的，如果僅有訊息化功能，卻缺乏自動化的內容，一樣也是空泛無用，兩者缺一不可。 與未來先進製造技術相結合是物聯網含棚應用的生命力所在。物聯網是信息通信技術發展的新一輪制高點，正在工業領域廣泛滲透和應用，並與未來先進製造技術相結合，形成新的智能化的製造體系。這一製造體系仍在不斷發展和完善之中。概括起來，物聯網與先進製造技術的結合主要體現在8個領域。
泛在感知網路技術建立服務於智能製造的泛在網路技術體系，為製造中的設計、設備、過程、管理和商務提供無處不在的網路服務。面向未來智能製造的泛在網路技術發展還處於初始階段。
泛在製造信息處理技術建立以泛在信息處理為基礎的新型製造模式，提升製造行業的整體實力和水平。泛在信息製造及泛在信息處理尚處於概念和實驗階段，各國政府均將此列入國家發展計劃，大力推動實施。
虛擬現實技術採用真三維顯示與人機自然交互的方式進行工業生產，進一步提高製造業的效率。虛擬環境已經在許多重大工程領域得到了廣泛的應用和研究。未來，虛擬現實技術的發展方向是三維數字產品設計、數字產品生產過程模擬、真三維顯示和裝配維修等。
人機交互技術感測技術、感測器網、工業無線網以及新材料的發展，提高了人機交互的效率和水平。製造業處在一個信息有限的時代，人要服從和服務於機器。隨著人機交互技術的不斷發展，我們將逐步進入基於泛在感知的信息化製造人機交互時代。
空間協同技術空間協同技術的發展目標是以泛在網路、人機交互、泛在信息處理和製造系統集成為基礎，突破現有製造系統在信息獲取、監控、控制、人機交互和管理方面集成度差、協同能力弱的局限，提高製造系統的敏捷性、適應性、高效性。
平行管理技術未來的製造系統將由某一個實際製造系統和對應的一個或多個虛擬的人工製造系統所組成。平行管理技術就是要實現製造系統與虛擬系統的有機融合，不斷提升企業認識和預防非正常狀態的能力，提高企業的智能決策和應急管理水平。
電子商務技術製造與商務過程一體化特徵日趨明顯，整體呈現出縱向整合和橫向聯合兩種趨勢。未來要建立健全先進製造業中的電子商務技術框架，發展電子商務以提高製造企業在動態市場中的決策與適應能力，構建和諧、可持續發展的先進製造業。
系統集成製造技術系統集成製造是由智能機器人和專家共同組成的人機共存、協同合作的工業製造系統。它集自動化、集成化、網路化和智能化於一身，使製造具有修正或重構自身結構和參數的能力，具有自組織和協調能力，可滿足瞬息萬變的市場需求，應對激烈的市場競爭。 從整體上來看，物聯網還處於起步階段。物聯網在工業領域的大規模應用還面臨一些關鍵技術問題，概括起來主要有以下幾個方面。
工業用感測器工業用感測器是一種檢測裝置，能夠測量或感知特定物體的狀態和變化，並轉化為可傳輸、可處理、可存儲的電子信號或其他形式信息。工業用感測器是實現工業自動檢測和自動控制的首要環節。在現代工業生產尤其是自動化生產過程中，要用各種感測器來監視和控制生產過程中的各個參數，使設備工作在正常狀態或最佳狀態，並使產品達到最好的質量。可以說，沒有眾多質優價廉的工業感測器，就沒有現代化工業生產體系。
工業無線網路技術工業無線網路是一種由大量隨機分布的、具有實時感知和自組織能力的感測器節點組成的網狀(Mesh)網路，綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、現代網路及無線通信技術、分布式信息處理技術等，具有低耗自組、泛在協同、異構互連的特點。工業無線網路技術是繼現場匯流排之後工業控制系統領域的又一熱點技術，是降低工業測控系統成本、提高工業測控系統應用范圍的革命性技術，也是未來幾年工業自動化產品新的增長點，已經引起許多國家學術界和工業界的高度重視。
工業過程建模沒有模型就不可能實施先進有效的控制，傳統的集中式、封閉式的模擬系統結構已不能滿足現代工業發展的需要。工業過程建模是系統設計、分析、模擬和先進控制必不可少的基礎。
此外，物聯網在工業領域的大規模應用還面臨工業集成服務代理匯流排技術、工業語義中間件平台等關鍵技術問題。
智能工業的價值
工業化的基礎是自動化，自動化領域發展了近百年，理論，實踐都已經非常完善了。特別是隨著現代大型工業生產自動化的不斷興起和過程式控制制要求的日益復雜營運而生的DCS控制系統，更是計算機技術，系統控制技術、網路通訊技術和多媒體技術結合的產物。DCS的理念是分散控制，集中管理。雖然自動設備全部聯網，並能在控制中心監控信息而通過操作員來集中管理。但操作員的水平決定了整個系統的優化程度。有經驗的操作員可以使生產最優，而缺乏經驗的操作員只是保證了生產的安全性。是否有辦法做到分散控制，集中優化管理？需要通過物聯網根據所有監控信息，通過分析與優化技術，找到最優的控制方法，是物聯網可以帶給DCS控制系統的。IT信息發展的前期其信息服務對象主要是人，其主要解決的問題是解決信息孤島問題。當為人服務的信息孤島問題解決後，是要在更大范圍解決信息孤島問題。就是要將物與人的信息打通。人獲取了信息之後，可以根據信息判斷，做出決策，從而觸發下一步操作；但由於人存在個體差異，對於同樣的信息，不同的人做出的決策是不同的，如何從信息中獲得最優的決策？另外「物」獲得了信息是不能做出決策的，如何讓物在獲得了信息之後具有決策能力？智能分析與優化技術是解決這個問題的一個手段，在獲得信息後，依據歷史經驗以及理論模型，快速做出最有決策。數據的分析與優化技術在兩化融合的工業化與信息化方面都有旺盛的需求。

『叄』 無線WiFi什麼原理

現在無線WiFi已經成為了我們生活中不可缺少的一部分，走到哪，哪裡就有WiFi。我為大家整理了無線WiFi的原理，供大家參考閱讀!

無線WiFi的原理

無線WiFi俗稱無線寬頻，全稱Wireless Fideliry。無線區域網又常被稱作WiFi網路，這一名稱來源於全球最大的無線區域網技術推廣與產品認證組織——WiFi聯盟(WiFi Alliance)。作為一種無線聯網技術，WiFi早已得到了業界的關注。WiFi終端涉及手機、PC(筆記本電腦)、平板電視、數碼相機、投影機等眾多產品。目前，WiFi網路已應用於家庭、企業以及公眾熱點區域，其中在家庭中的應用是較貼近人們生活的一種應用方式。由於WiFi網路能夠很好地實現家庭范圍內的網路覆蓋，適合充當家庭中的主導網路，家裡的其他具備WiFi功能的設備，如電視機、影碟機、數字音響、數碼相框、照相機等，都可以通過WiFi網路這個傳輸媒介，與後台的媒體伺服器、電腦等建立通信連接，實現整個家庭的數字化與無線化，使人們的生活變得更加方便與豐富。目前，除了用戶自行購置WiFi設備建立無線家庭網路外，運營商也在大力推進家庭網路覆蓋。比如，中國電信的“我的E家”，將WiFi功能加入到家庭網關中，與有線寬頻業務綁定。今後WiFi的應用領域還將不斷擴展，在現有的家庭網、企業網和公眾網的基礎上向自動控制網路等眾多新領域發展。

無線通信的簡述

與有線傳輸相比，無線傳輸具有許多優點。或許最重要的是，它更靈活。無線信號可以從一個發射器發出到許多接收器而不需要電纜。所有無線信號都是隨電磁波通過空氣傳輸的，電磁波是由電子部分和能量部分組成的能量波。

在無線通信中頻譜包括了9khz到300000Ghz之間的頻率。每一種無線服務都與某一個無線頻譜區域相關聯。無線信號也是源於沿著導體傳輸的電流。電子信號從發射器到達天線，然後天線將信號作為一系列電磁波發射到空氣中。

信號通過空氣傳播，直到它到達目標位置為止。在目標位置，另一個天線接收信號，一個接收器將它轉換回電流。接收和發送信號都需要天線，天線分為全向天線和定向天線。在信號的傳播中由於反射、衍射和散射的影響，無線信號會沿著許多不同的路徑到達其目的地，形成多徑信號。

無線通信的基本原理

無線通信是利用電波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。在移動中實現的無線通信又通稱為移動通信，人們把二者合稱為無線移動通信。簡單講，無線通信是僅利用電磁波而不通過線纜進行的通信方式。

1，無線頻譜

所有無線信號都是隨電磁波通過空氣傳輸的，電磁波是由電子部分和能量部分組成的能量波。聲音和光是電磁波得兩個例子。無線頻譜(也就是說，用於廣播、蜂窩電話以及衛星傳輸的波)中的波是不可見也不可聽的——至少在接收器進行解碼之前是這樣的。

“無線頻譜”是用於遠程通信的電磁波連續體，這些波具有不同的頻率和波長。無線頻譜包括了9khz到300 000Ghz之間的頻率。每一種無線服務都與某一個無線頻譜區域相關聯。例如，AM廣播涉及無線通信波譜的低端頻率，使用535到1605khz之間的頻率。

無線頻譜是所有電磁波譜的一個子集。在自然界中還存在頻率更高或者更低的電磁波，但是他們沒有用於遠程通信。低於9kz的頻率用於專門的應用，如野生動物跟蹤或車庫門開關。頻率高於300 000Ghz的電磁波對人類來說是可見的，正是由於這個原因，他們不能用於通過空氣進行通信。例如，我們將頻率為428570Ghz的電磁波識別為紅色。

當然，通過空氣傳播的信號不一定會保留在一個國家內。因此，全世界的國家就無線遠程通信標准達成協議是非常重要的。ITU就是管理機構，它確定了國際無線服務的標准，包括頻率分配、無線電設備使用的信號傳輸和協議、無線傳輸及接收設備、衛星軌道等。如果政府和公司不遵守ITU標准，那麼在製造無線設備的國家之外就可能無法使用它們。

2，無線傳輸的特徵

雖然有線信號和無線信號具有許多相似之處——例如，包括協議和編碼的使用——但是空氣的本質使得無線傳輸與有線傳輸有很大的不同。當工程師門談到無線傳輸時，他們是將空氣作為“無制導的介質”。因為空氣沒有提供信號可以跟隨的固定路徑，所以信號的傳輸是無制導的。

正如有線信號一樣，無線信號也是源於沿著導體傳輸的電流。電子信號從發射器到達天線，然後天線將信號作為一系列電磁波發射到空氣中。信號通過空氣傳播，直到它到達目標位置為止。在目標位置，另一個天線接收信號，一個接收器將它轉換回電流。

注意，在無線信號的發送端和接收端都使用了天線，而要交換信息，連接到每一個天線上的收發器都必須調整為相同的頻率。

3，天線

每一種無線服務都需要專門設計的天線。服務的規范決定了天線的功率輸出、頻率及輻射圖。天線的“輻射圖”描述了天線發送或接收的所有電磁能的三維區域上的相對長度。“定向天線”沿著一個單獨的方向發送無線電信號。這種天線用在來源需要與一個目標位置(如在點對點連接中)通信時。定向天線還可能用在多個接收節點排列在一條線上時。或者，它可能用在維持信號的一定距離上的強度比覆蓋一個較廣的地理區域更重要時，因為天線可以使用它的能量在更多的方向發送信號，也可以在一個方向上發送更長的距離。使用定向天線無線服務的一些例子包括衛星下行線路和上行線路，無線LAN以及太空、海洋和航空導彈。

與之相比，“全向天線”在所有的方向上都與相同的強度和清晰度發送和接收無線信號。這種天線用在許多不同的接收器都必須能夠獲得信號時，或者用在接收器的位置高度易變時。電視台和廣播站使用全向天線，大多數發送行動電話的發射塔也是如此。

無線信號傳輸中的一個重要考慮是天線可以將信號傳輸的距離，同時還使信號能夠足夠強，能夠被接收機清晰地解釋。無線傳輸的一個簡單原則是，較強的信號將傳輸的比較弱的信號更遠。

正確的天線位置對於確保無線系統的最佳性能也是非常重要的。用於遠程信號傳輸的天線經常都安裝在塔上或者高層的頂部。從高處發射信號確保了更少的障礙和更好的信號接收。

4，信號傳播

在理想情況下，無線信號直接在從發射器到預期接收器的一條直線中傳播。這種傳播被稱為“視線”(Line Of Sight,LOS)，它使用很少的能量，並且可以接收到非常清晰的信號。不過，因為空氣是無制導介質，而發射器與接收器之間的路徑並不是很清晰，所以無線信號通常不會沿著一條直線傳播。當一個障礙物擋住了信號的路線時，信號可能會繞過該物體、被該物體吸收，也可能發生以下任何一種現象：發射、衍射或者散射。物體的幾何形狀決定了將發生這三種現象中的那一種。

(1)反射、衍射和散射

無線信號傳輸中的“反射”與其他電磁波(如光或聲音)的反射沒有什麼不同。波遇到一個障礙物並反射——或者彈回——到其來源。對於尺寸大於信號平均波長的物體，無線信號將會彈回。例如，考慮一下微波爐。因為微波的平均波長小於1毫米，所以一旦發出微波，它們就會在微波爐的內壁(通常至少有15cm長)上反射。究竟哪些物體會導致無線信號反射取決於信號的波長。在無線LAN中，可能使用波長在1~10米之間的信號，因此這些物體包括牆壁、地板天花板及地面。

在“衍射”中，無線信號在遇到一個障礙物時將分解為次級波。次級波繼續在它們分解的方向上傳播。如果能夠看到衍射的無線電信號，則會發現它們在障礙物周圍彎曲。帶有銳邊的物體——包括牆壁和桌子的角——會導致衍射。

“散射”就是信號在許多不同方向上擴散或反射。散射發生在一個無線信號遇到尺寸比信號的波長更小的物體時。散射還與無線信號遇到的表面的粗糙度有關。表面也粗糙，信號在遇到該表面是就越容易散射。在戶外，樹木會路標都會導致行動電話信號的散射。

另外，環境狀況(如霧、雨、雪)也可能導致反射、散射和衍射

(2)多路徑信號

由於反射、衍射和散射的影響，無線信號會沿著許多不同的路徑到達其目的地。這樣的信號被稱為“多路徑信號”。多路徑信號的產生並不取決於信號是如何發出的。它們可能從來源開始在許多方向上以相同的輻射強度，也可能從來源開始主要在一個方向上輻射。不過，一旦發出了信號，由於反射、衍射和散射的影響，它們就將沿著許多路徑傳播。

無線信號的多路徑性質既是一個優點又是一個缺點。一方面，因為信號在障礙物上反射，所以它們更可能到達目的地。在辦公樓這樣的環境中，無線服務依賴於信號在牆壁、天花板、地板以及傢具上的反射，這樣最終才能到達目的地。

多路徑信號傳輸的缺點是因為它的不同路徑，多路徑信號在發射器與接收器之間的不同距離上傳播。因此，同一個信號的多個實例將在不同的時間到達接收器，導致衰落和延時。

5，窄帶、寬頻及擴展頻譜信號

傳輸技術根據它們的信號使用了無線頻譜的部分大小而有所不同。一個重要區別就是無線使用窄帶還是寬頻信號傳輸。在“窄帶”，發射器在一個單獨的頻率或者非常小的頻率范圍上集中信號能量。與窄帶相反，“寬頻”是指一種使用無線頻譜的相對較寬頻帶的信號傳輸方式。

使用多個頻率來傳輸信號被稱為擴展頻譜技術，換句話說，在傳輸過程中，信號從來不會持續停留在一個頻率范圍內。在較寬的頻帶上分布信號的一個結果是它的每一個頻率需要的功率比窄帶信號傳輸更小。信號強度的這種分布使擴展頻譜信號更不容易干擾在同一個頻帶上傳輸的窄帶信號。

在多個頻率上分布信號的另一個結果是提高了安全性。因為信號是根據一個只有獲得授權的發射器和接收器才知道的序列來分布的，所以未獲授權的接收器更難以捕獲和解碼這些信號。

擴展頻譜的一個特定實現是“跳頻擴展頻譜”(Frequency Hopping Spread Spectrum ,FHSS)。在FHSS傳輸中，信號與信道的接收器和發射器知道的同一種同步模式在一個頻帶的幾個不同頻率之間跳躍。另一種擴展頻譜信號被稱為“直接序列擴展頻譜”(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)。在DSSS中，信號的位同時分布在整個頻帶上。對每一位都進行了編碼，這樣接收器就可以在接收到這些位時重組原始信號。

6，固定和移動

每一種無線通信都屬於以下兩個類別之一：固定或移動。在“固定”無線系統中，發射器和接收器的位置是不變的。傳輸天線將它的能量直接對准接收器天線，因此，就有更多的能量用於該信號。對於必須跨越很長的距離或者復雜地形的情況，固定的無線連接比鋪設電纜更經濟。

不過，並非所有通信都適用固定無線。例如，移動用戶不能使用要求他們保留在一個位置來接收一個信號的服務。相反，行動電話、尋呼、無線LAN以及 其它許多服務都在使用“移動”無線系統。在移動無線系統中，接收器可以位於發射器特定范圍內部的任何地方。這就允許接收器從一個位置移動到另一個位置，同時還繼續接受信號。

無線通信原理的發展現狀

1，分類

無線通信主要包括微波通信和衛星通信。微波是一種無線電波，它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬，通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個微波中繼站。衛星通信是利用通信衛星作為中繼站在地面上兩個或多個地球站之間或移動體之間建立微波通信聯系。

2，熱點技術

(1)4G

第四代行動電話行動通信標准，指的是第四代移動通信技術，外語縮寫：4G。該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式(嚴格意義上來講，LTE只是3.9G，盡管被宣傳為4G無線標准，但它其實並未被3GPP認可為國際電信聯盟所描述的下一代無線通訊標准IMT-Advanced，因此在嚴格意義上其還未達到4G的標准。只有升級版的LTE Advanced才滿足國際電信聯盟對4G的要求)。4G是集3G與WLAN於一體，並能夠快速傳輸數據、高質量、音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載，比目前的家用寬頻ADSL(4兆)快25倍，並能夠滿足幾乎所有用戶對於無線服務的要求。此外，4G可以在DSL和有線電視數據機沒有覆蓋的地方部署，然後再擴展到整個地區。很明顯，4G有著不可比擬的優越性。

(2)ZigBee技術

ZigBee技術主要用於無線個域網(WPAN)，是基於IEE802.15.4無線標准研製開發的，是一種介於RFID和藍牙技術之間的技術提案，主要應用在短距離並且數據傳輸速率不高的各種電子設備之間。ZigBee協議比藍牙、高速率個域網或802.11x無線區域網更簡單使用，可以認為是藍牙的同族兄弟。

(3)WLAN與WAPI

WLAN(無線區域網)是一種藉助無線技術取代以往有線布線方式構成區域網的新手段，可提供傳統有線區域網的所有功能，是計算機網路與無線通信技術相結合的產物。它是通用無線接入的一個子集，支持較高傳輸速率(2Mb/s～54Mb/s，甚至更高)，利用射頻無線電或紅外線，藉助直接序列擴頻(DSSS)或跳頻擴頻(FHSS)、GMSK、OFDM等技術，甚至將來的超寬頻傳輸技術UWBT，實現固定、半移動及移動的網路終端對Internet網路進行較遠距離的高速連接訪問。目前，原則上WLAN的速率尚較低，主要適用於手機、掌上電腦等小巧移動終端。1997年6月，IEEE推出了802.11標准，開創了WLAN先河，WLAN領域現在主要有IEEE802.11x系列與HiperLAN/x系列兩種標准。

WAPI是WLAN Authentication and Privacy Infrastructure的縮寫。WAPI作為我國首個在計算機網路通信領域的自主創新安全技術標准，能有效阻止無線區域網不符合安全條件的設備進入網路，也能避免用戶的終端設備訪問不符合安全條件的網路，實現了“合法用戶訪問合法網路”。WAPI安全的無線網路本身所蘊含的“可運營、可管理”等優勢，已被以中國移動、中國電信為代表的極具專業能力的運營商積極挖掘並推廣、應用，運營市場對WAPI的應用進一步促進了其他行業市場和消費者關注並支持WAPI。目前市場上已有50多款來自全球主要手機製造商的智能手機支持WAPI，包括諾基亞、三星、索愛、酷派。而中國三大電信運營商也都已開始或完成第一批WAPI熱點的招標和競標工作，以中國移動為例，到目前為止已實際部署了大概10萬個WAPI熱點。這意味著WAPI的生態系統已基本建成，WAPI商業化的大門已經打開。

(4)短距離無線通信(藍牙、RFID、IrDA)

藍牙(Bluetooth)技術，實際上是一種短距離無線電技術。利用藍牙技術，能夠有效地簡化掌上電腦、筆試本電腦和行動電話手機等移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化以上這些設備與網際網路之間的通信，從而使這些現代通信設備與網際網路之間的數據傳輸變得更加迅速高效，進而為無線通信拓寬道路。藍牙採用分散式網路結構以及快跳頻和短包技術，支持點對點及點對多點通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工業、科學、醫學)頻段，其數據速率為1Mbps，採用時分雙工傳輸方案實現全雙工傳輸。藍牙技術為免費使用，全球通用規范，在現今社會中的應用范圍相當廣泛。

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別，俗稱電子標簽。射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現無接觸信息傳遞並通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。目前RFID產品的工作頻率有低頻(125kHz～134kHz)、高頻(13.56MHz)和超高頻(860MHz～960MHz)，不同頻段的RFID產品有不同的特性。射頻識別技術被廣泛應用於工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理、防偽等眾多領域，例如WalMart、Tesco、美國國防部和麥德龍超市都在它們的供應鏈上應用RFID技術。在將來，超高頻的產品會得到大量的應用。

IrDA是一種利用紅外線進行點對點通信的技術，也許是第一個實現無線個人區域網(PAN)的技術。目前其軟硬體技術都很成熟，在小型移動設備，如PDA、手機上廣泛使用。事實上，當今每一個出廠的PDA及許多手機、筆記本電腦、列印機等產品都支持IrDA。IrDA的主要優點是無需申請頻率的使用權，因而紅外通信成本低廉。它還具有移動通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡單易用的特點;且由於數據傳輸率較高，適於傳輸大容量的文件和多媒體數據。此外，紅外線發射角度較小，傳輸安全性高。IrDA的不足在於它是一種視距傳輸，2個相互通信的設備之間必須對准，中間不能被其他物體阻隔，因而該技術只能用於2台(非多台)設備之間的連接(而藍牙就沒有此限制，且不受牆壁的阻隔)。IrDA目前的研究方向是如何解決視距傳輸問題及提高數據傳輸率。

(5)WiMAX

WiMAX全稱為World Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作系統，可以替代現有的有線和DSL連接方式，來提供最後一英里的無線寬頻接入，其技術標准為IEEE 802.16，其目標是促進IEEE 802.16的應用。相比其他無線通信系統，WiMAX的主要優勢體現在具有較高的頻譜利用率和傳輸速率上，因而它的主要應用是寬頻上網和移動數據業務。

(6)超寬頻無線接入技術UWB

UWB(Ultra Wideband)是一種無載波通信技術，利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據。通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號，UWB能在10米左右的范圍內實現數百Mb/s至數Gb/s的數據傳輸速率。UWB具有抗干擾性能強、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發送功率小等諸多優勢，主要應用於室內通信、高速無線LAN、家庭網路、無繩電話、安全檢測、位置測定、雷達等領域。

對於UWB技術，應該看到，它以其獨特的速率以及特殊的范圍，也將在無線通信領域占據一席之地。由於其高速、窄覆蓋的特點，它很適合組建家庭的高速信息網路。它對藍牙技術具有一定的沖擊，但對當前的移動技術、WLAN等技術的威脅不大，反而可以成為其良好的補充。

(7)EnOcean

EnOcean無線通信標准被採納為國際標准“ISO/IEC 14543-3-10”，這也是世界上唯一使用能量採集技術的無線國際標准。EnOcean能量採集模塊能夠採集周圍環境產生的能量，從光、熱、電波、振 動、人體動作等獲得微弱電力。這些能量經過處理以後，用來供給EnOcean超低功耗的無線通訊模塊，實現真正的無數據線，無電源線，無電池的通訊系統。 EnOcean無線標准ISO/IEC14543-3-10使用868MHz，902MHz，928MHz和315MHz頻段，傳輸距離在室外是300 米，室內為30米。

(8)Z-Wave

Z-Wave是由丹麥公司Zensys所主導的無線組網規格， Z-Wave是一種新興的基於射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適於網路的短距離無線通信技術。工作頻帶為908.42MHz，868.42MHz信號的有效覆蓋范圍在室內是30m，室外可超過100m，適合於窄帶寬應用場合。Z-Wave技術也是低功耗和低成本的技術，有力地推動著低速率無線個人區域網。

『肆』 ZigBee鎶鏈鏈夊摢浜涗紭鍔 ZigBee緋葷粺鍔熻兘浠嬬粛銆愯﹁В銆

銆銆ZigBee鎶鏈鐨勫簲鐢ㄦ柟鍚戝畾浣嶄簬瀹跺涵鑷鍔ㄥ寲銆佹ゼ瀹囪嚜鍔ㄥ寲銆佷紶鎰熷櫒搴旂敤絳夈傝ョ郴緇熺殑鏃犵嚎緗戠粶閫氫俊妯″潡閲囩敤CC2430錛屽畠鏄涓棰楃湡姝ｇ殑緋葷粺鑺鐗(SoC)COMS瑙ｅ喅鏂規堬紝榪欑嶆柟妗堣兘澶熸彁楂樻ц兘騫舵弧瓚砕igBee涓哄熀紜鐨2.4GHzISM娉㈡靛簲鐢ㄥ逛綆鎴愭湰鍜屼綆鍔熻楃殑瑕佹眰銆備篃鍖呭惈涓涓狣SSS(鐩存帴搴忓垪鎵╅)灝勯戞敹鍙戞牳蹇冨拰涓涓宸ヤ笟綰у皬宸ч珮鏁堢殑8051鎺у埗鍣ㄣ傛棤綰挎暟浼犳ā鍧楅噰鐢―L6200妯″潡錛 鐢ㄦ埛鍙闇瑕佹嫢鏈変互鍓嶆墍鐔熸倝鐨勪覆鍙ｉ氫俊鐭ヨ瘑灝卞彲閫氳繃GPRS緗戠粶榪涜岄氫俊 銆

銆銆1 ZigBee鐨勬妧鏈浼樺娍

銆銆ZigBee鐨勬妧鏈浼樺娍琛ㄧ幇涓轟互涓嬪嚑涓鏂歸潰錛

銆銆(1)鐪佺數銆傜敱浜庡伐浣滃懆鏈熷緢鐭銆佹敹鍙戜俊鎮鍔熻楄緝浣庯紝騫朵笖閲囩敤浜嗕紤鐪犳ā寮忥紝鍥犳 ZigBee 鎶鏈鍙浠ョ『淇2鑺備簲鍙風數奼犳敮鎸侀暱杈6涓鏈堝埌2騫村乏鍙崇殑浣跨敤鏃墮棿銆備笉鍚岀殑搴旂敤瀵瑰簲鐨勫姛鑰楄嚜鐒舵槸涓嶅悓鐨勩

銆銆(2)鍙闈犮俍igBee鎶鏈閲囩敤浜嗙版挒閬垮厤鏈哄埗錛屽悓鏃朵負闇瑕佸滻瀹氬甫瀹界殑閫氫俊涓氬姟棰勭暀浜嗕笓鐢ㄦ椂闅欙紝閬垮厤浜嗗彂閫佹暟鎹鏃剁殑絝炰簤鍜屽啿紿併侻AC灞傞噰鐢ㄤ簡瀹屽叏紜璁ょ殑鏁版嵁浼犺緭鏈哄埗錛屾瘡涓鍙戦佺殑鏁版嵁鍖呴兘蹇呴』絳夊緟鎺ユ敹鏂圭殑紜璁や俊鎮銆

銆銆(3)鎴愭湰浣庛傛ā鍧椾環鏍間綆寤夛紝涓擹igBee鍗忚鏄鍏嶄笓鍒╄垂鐨勩

銆銆(4)鏃跺歡鐭銆傞拡瀵規椂寤舵晱鎰熺殑搴旂敤浣滀簡浼樺寲錛岄氫俊鏃跺歡鍜屼粠浼戠湢鐘舵佹縺媧葷殑鏃跺歡閮介潪甯哥煭銆傝懼囨悳緔㈡椂寤跺吀鍨嬪間負30ms錛屼紤鐪犳縺媧繪椂寤跺吀鍨嬪兼槸15ms錛屾椿鍔ㄨ懼囦俊閬撴帴鍏ユ椂寤朵負15ms銆

銆銆(5)鑺傜偣閫氫俊璁劇疆鏄撲簬閰嶇疆銆

銆銆(6)緗戠粶瀹歸噺澶с俍igBee鍙浠ラ噰鐢ㄦ槦褰銆佺綉鐘躲佹爲鐘剁粨鏋勭粍緗戱紝鑰屼笖鍙浠ラ氳繃浠諱竴鑺傜偣榪炴帴緇勬垚鏇村ぇ鐨勭綉緇滅粨鏋勩備粠鐞嗚轟笂璁詫紝鍏跺彲榪炴帴鐨勮妭鐐瑰氳揪64000涓銆1涓猌igBee緗戠粶鏈澶氬彲浠ュ圭撼254涓浠庤懼囧拰1涓涓昏懼囷紝1涓鍖哄煙鍐呭彲浠ュ悓鏃跺瓨鍦ㄦ渶澶100涓猌igBee緗戠粶銆

銆銆(7)瀹夊叏銆俍igBee鎻愪緵浜嗘暟鎹瀹屾暣鎬ф鏌ュ拰閴存潈鍔熻兘錛屽姞瀵嗙畻娉曢噰鐢ˋES-128錛屽悓鏃跺悇涓搴旂敤鍙浠ョ伒媧誨湴紜瀹氬叾瀹夊叏灞炴с

銆銆(8)鍏ㄧ悆閫氱敤鎬у拰瀹屽ソ鐨勫紑鏀炬с俍igBee鏍囧噯鍗忚錛屼嬌ZigBee璁懼囬棿鐨勯氫俊鎴愪負杞昏屾槗涓劇殑浜嬫儏銆

銆銆2 CC2430鐨勬妧鏈鐗圭偣

銆銆CC2430鑺鐗囧歡鐢ㄤ簡浠ュ線CC2420鑺鐗囩殑鏋舵瀯錛屽湪鍗曚釜鑺鐗囦笂鏁村悎浜哯igBee灝勯(RF)鍓嶇銆佸唴瀛樺拰寰鎺у埗鍣ㄣ傚畠浣跨敤1涓8浣峂CU(8051)錛屽叿鏈128KB鍙緙栫▼闂瀛樺拰8KB鐨凴AM錛岃繕鍖呭惈妯℃嫙鏁板瓧杞鎹(ADC)銆佸嚑涓瀹氭椂鍣(Timer)銆丄ES-128鍗忓悓澶勭悊鍣ㄣ佺湅闂ㄧ嫍瀹氭椂鍣(Watchdogtimer)銆32kHz鏅舵尟鐨勪紤鐪犳ā寮忓畾鏃跺櫒銆佷笂鐢靛嶄綅鐢佃礬(PowerOnReset)銆佹帀鐢墊嫻嬬數璺(BrownOutDetection)錛屼互鍙21涓鍙緙栫▼I/O寮曡剼銆侰C2430鑺鐗囬噰鐢0.18μmCMOS宸ヨ壓;鍦ㄦ帴鏀跺拰鍙戝皠妯″紡涓嬶紝鐢墊祦鎹熻楀垎鍒浣庝簬27mA鍜25mA銆侰C2430鐨勪紤鐪犳ā寮忓拰杞鎹㈠埌涓誨姩妯″紡鐨勮秴鐭鏃墮棿鐨勭壒鎬э紝鐗瑰埆閫傚悎閭ｄ簺瑕佹眰鐢墊睜瀵垮懡闈炲父闀跨殑搴旂敤銆

銆銆3 GPRS鏁頒紶妯″潡DL6200

銆銆DL6200妯″潡鐨勬牳蹇冪‖浠舵槸浣跨敤涓栫晫鐭ュ悕縐誨姩閫氫俊浜у搧鍘傚晢鐢熶駭鐨凣PRS鑺鐗囪岃捐＄敓浜х殑錛屽叿鏈夊緢楂樼殑鍙闈犳с備嬌鐢―L6200鏃訛紝鍙闇瑕佺啛鎮変覆鍙ｉ氫俊鐭ヨ瘑灝卞彲閫氳繃GPRS緗戠粶榪涜岄氫俊銆備笉蹇呭叧蹇冩ā鍧楃殑灝勯戠數璺閮ㄥ垎(浣跨敤縐誨姩榪愯惀鍟嗙殑鍏緗)鍙婄浉鍏崇‖浠惰繛鎺;涓嶅繀鍏沖績AT鎸囦護闆嗭紝鎵鏈変笌AT鍝嶅簲鏈夊叧鐨勬搷浣滈兘鐢盌L6200妯″潡鍦ㄦā鍧楃殑鍐呴儴瀹屾垚;涓嶅繀鍏沖績TCP/IP鍗忚鍙婁簰榪炵綉緇滅殑鐩稿叧鐭ヨ瘑錛氱敱浜嶨PRS妯″潡鏄鍩轟簬浜掕繛緗戠粶鐨勯氫俊鏂瑰紡錛屽湪浣跨敤涓灝辮佷笌INTERNET緗戠粶鎵撲氦閬擄紝鎵鏈変笌緗戠粶鐨勪俊鎮浜ゆ崲閮界敱DL6200妯″潡鍦ㄥ唴閮ㄨ嚜鍔ㄥ畬鎴愶紝鏃犻渶鐢ㄦ埛鍙備笌;涓嶅繀鐢ㄦ埛鍗曠嫭鎷ユ湁涓涓鍥哄畾鐨処P鍦板潃;鍏鋒湁鏍煎紡鍙婇忔槑浼犺緭涓ょ嶄紶杈撴牸寮;鍏鋒湁涓鑸宸ヤ綔妯″紡鍜岀渷鐢靛伐浣滄ā寮;涓庡悇縐嶇粍鎬佽蔣浠剁洿鎺ヨ繛鎺ユ棤闇涓撶敤鐨勯┍鍔ㄧ▼搴;鏀鎸佹葷嚎寮忕殑琚鍔ㄤ紶杈撴暟鎹鏂瑰紡銆

銆銆4 緋葷粺緇撴瀯鍜屽伐浣滃師鐞

銆銆4.1 緋葷粺鐨勭粨鏋勫拰鍔熻兘

銆銆緋葷粺鐢卞栫綉鍜屽唴緗戜袱閮ㄥ垎緇勬垚銆傚栫綉鏄鐢盙PRS鏁頒紶妯″潡鍜孭C緇勬垚錛屼袱鑰呬箣闂村彲閫氳繃TTL\RS232\RS485浼犺緭淇℃伅錛岃ョ郴緇熼噰鐢ㄤ笂浣嶆満鐢靛鉤鎺ュ彛涓篢TL銆

銆銆鍐呯綉鐢盤C鏈哄拰ZigBee鏃犵嚎鏁版嵁閫氫俊妯″潡緇勬垚錛屽畠浠涔嬮棿閫氳繃涓插彛榪炴帴銆俍igBee緗戠粶鐢卞崗璋冨櫒銆佽礬鐢卞櫒鍜岀粓絝璁懼囦笁閮ㄥ垎緇勬垚銆傚崗璋冨櫒鍜岃礬鐢卞櫒縐頒負鍏ㄥ姛鑳借懼嘑FD錛岀粓絝璁懼囩О涓虹簿綆鍔熻兘璁懼嘡FD銆傜敱浜庤ョ郴緇熻懼囨瘮杈冪畝鍗曪紝閲囩敤鏄熷瀷緇勭綉鏂瑰紡錛屽皢紿楃併侀棬紓佺瓑鐪嬩綔緇堢璁懼囷紝ZigBee鏃犵嚎妯″潡涓哄崗璋冨櫒錛岃ョ郴緇熺粨鏋勭畝鍗曪紝鎵浠ヤ笉闇瑕佽礬鐢卞櫒銆傚傚浘3鎵紺恆

銆銆(1)鐢ㄦ埛閫氳繃澶栫綉GSM鎵嬫満鍙戦佺煭淇″懡浠ょ粰GPRS鏁頒紶妯″潡DL6200錛孌L6200鏀跺埌鍛戒護鍚庯紝瑙ｉ噴璇ュ懡浠ゃ傝В閲婂畬鍚庡彂緇欏唴緗戜腑ZigBee鏃犵嚎閫氫俊妯″潡CC2430,鐢辮ユā鍧楁妸鍛戒護鍙戠粰鐩稿簲鐨勭粓絝璁懼囷紝緇堢璁懼囨敹鍒板懡浠ゅ悗浣滃嚭鐩稿簲鐨勭殑鍔ㄤ綔銆

銆銆(2)緇堢璁懼囨敹鍒板懡浠ゅ悗錛屼竴鏄浣滃嚭鐩稿簲鐨勫姩浣滃悗鍚戜笂灞備綔鍑哄簲絳旓紝浜屾槸鎶婁笂灞傞渶瑕佺殑鏁版嵁閫氳繃CC2430妯″潡浼犻佺粰涓婂眰璁懼囥備笂灞傝懼囨敹鍒扮粓絝璁懼囩殑淇℃伅錛岄氳繃DL6200浠ョ煭淇＄殑褰㈠紡鍙戦佸埌鐢ㄦ埛鎵嬫満涓娿

銆銆(3)褰撴湁涓鏂鍝嶅簲鏃訛紝濡傚朵腑鏈夊皬鍋鳳紝瑙﹀彂浜嗘姤璀﹁懼囷紝璇ョ粓絝璁懼囧皢絎涓鏃墮棿鍚戠敤鎴峰彂閫佷俊鎮錛屼互紺烘姤璀︺

銆銆4.2 緋葷粺鐨勭‖浠惰捐

銆銆DL6200涓嶉渶瑕佸叧蹇傾T鎸囦護闆嗐備笉闇瑕佸叧蹇僒CP/IP鍗忚鍙婁簰榪炵綉緇滅殑鐩稿叧鐭ヨ瘑錛屾墍鏈変笌緗戠粶鐨勪俊鎮浜ゆ崲閮界敱DL6200妯″潡鑷鍔ㄥ畬鎴愩備笌鍚勭嶇粍鎬佽蔣浠剁洿鎺ヨ繛鎺ワ紝鏃犻渶涓撶敤鐨勯┍鍔ㄧ▼搴忋侱L6200鐨勮繖浜涚壒鐐逛嬌寰楃‖浠惰捐″緢瀹規槗錛屽畠鐨凴XD銆乀DX蹇呴』涓嶼igBee鐨凴X銆乀X鐩歌繛榪涜屾暟鎹鐨勬敹鍙戙

銆銆4.3 緋葷粺鐨勮蔣浠惰捐

銆銆璇ョ郴緇熻蔣浠朵富瑕侀氳繃ZigBee緗戠粶鍗忚鎿嶄綔瀹屾垚鏁版嵁閲囬泦鍜屾暟鎹鏀跺彂錛屽寘鎷鍒濆嬪寲銆佸彂灝勫拰鎺ユ敹紼嬪簭璁捐★紝浠ュ強瀵規姤璀︿俊鍙風殑鐩戞帶銆佸硅繙紼嬫帶鍒舵寚浠ょ殑澶勭悊鍜屾墽琛岀瓑銆

銆銆緋葷粺鐨勬敹鍙戦噰鐢≒ingPang鍙戦佸嚱鏁

銆銆5 緇撹

銆銆ZigBee鏃犵嚎妯″潡鍏鋒湁浣庡姛鑰椼佷綆鎴愭湰鐨勪紭鍔匡紝鍦ㄦ弧瓚充漢浠闇奼傜殑浼犺緭閫熺巼鐨勬儏鍐典笅錛屽皢浼氬湪涓嶄箙鐨勫皢鏉ユ櫘鍙婂埌鍚勫跺悇鎴蜂腑銆傛ゅ栵紝浣跨敤鏃犵嚎緗戠粶鐪佸幓浜嗛噸鏂拌呬慨鐨勮礋鎷咃紝閲囩敤ZigBee鏃犵嚎緗戠粶闅忔椂鍙浠ユ坊鍔犳垨鍑忓皯瀹冪殑鑺傜偣錛屽畠瀵圭綉緇滄湁鑷緇勮兘鍔涖傛墍浠ワ紝鍟嗗搧鐨勭粡嫻庣▼搴︿互鍙婃妧鏈鐨勫規槗紼嬪害錛屾垚涓哄彂灞曠殑蹇呯劧鏉′歡銆

『伍』 看懂黑科技，3分鍾讓你讀懂ZigBee無線通訊技術

全球通信產業技術的發展呈現三大趨勢：無線化、寬頻化和IP化。在眾多的寬頻技術中，無線化尤其是移動通信技術成為近年來通信技術市場的最大亮點，是構成未來通信技術的重要組成部分。

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、高數據速率。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。

ZigBee的技術原理

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。

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技術的特點

ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。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。

自從馬可尼發明無線電以來，無線通信技術一直向著不斷提高數據速率和傳輸距離的方向發展。例如：廣域網范圍內的第三代移動通信網路(3G)目的在於提供多媒體無線服務，區域網范圍內的標准從IEEE802.11的1Mbit/s到IEEE802.11g的54Mbit/s的數據速率。而ZigBee技術則致力於提供一種廉價的固定、便攜或者移動設備使用的極低復雜度、成本和功耗的低速率無線通信技術。

這種無線通信技術具有如下特點：

1、功耗低

工作模式情況下，ZigBee技術傳輸速率低，傳輸數據量很小，因此信號的收發時間很短，其次在非工作模式時，ZigBee節點處於休眠模式。設備搜索時延一般為30ms，休眠激活時延為15ms，活動設備信道接入時延為15ms。由於工作時間較短、收發信息功耗較低且採用了休眠模式，使得ZigBee節點非常省電，ZigBee節點的電池工作時間可以長達6個月到2年左右。同時，由於電池時間取決於很多因素，例如：電池種類、容量和應用場合，ZigBee技術在協議上對電池使用也作了優化。對於典型應用，鹼性電池可以使用數年，對於某些工作時間和總時間(工作時間+休眠時間)之比小於1%的情況，電池的壽命甚至可以超過10年。

2、數據傳輸可靠

ZigBee的媒體接入控制層(MAC層)採用talk-when-ready的碰撞避免機制。在這種完全確認的數據傳輸機制下，當有數據傳送需求時則立刻傳送，發送的每個數據包都必須等待接收方的確認信息，並進行確認信息回復，若沒有得到確認信息的回復就表示發生了碰撞，將再傳一次，採用這種方法可以提高系統信息傳輸的可靠性。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。同時ZigBee針對時延敏感的應用做了優化，通信時延和休眠狀態激活的時延都非常短。

3、網路容量大

ZigBee低速率、低功耗和短距離傳輸的特點使它非常適宜支持簡單器件。ZigBee定義了兩種器件：全功能器件(FFD)和簡化功能器件(RFD)。對全功能器件，要求它支持所有的49個基本參數。而對簡化功能器件，在最小配置時只要求它支持38個基本參數。一個全功能器件可以與簡化功能器件和其他全功能器件通話，可以按3種方式工作，分別為：個域網協調器、協調器或器件。而簡化功能器件只能與全功能器件通話，僅用於非常簡單的應用。一個ZigBee的網路最多包括有255個ZigBee網路節點，其中一個是主控(Master)設備，其餘則是從屬(Slave)設備。若是通過網路協調器(Network Coordinator)，整個網路最多可以支持超過64000個ZigBee網路節點，再加上各個Network Coordinator可互相連接，整個ZigBee網路節點的數目將十分可觀。

4、兼容性

ZigBee技術與現有的控制網路標准無縫集成。通過網路協調器(Coordinator)自動建立網路，採用載波偵聽/沖突檢測(CSMA-CA)方式進行信道接入。為了可靠傳遞，還提供全握手協議。

5、安全性

Zigbee提供了數據完整性檢查和鑒權功能，在數據傳輸中提供了三級安全性。第一級實際是無安全方式，對於某種應用，如果安全並不重要或者上層已經提供足夠的安全保護，器件就可以選擇這種方式來轉移數據。對於第二級安全級別，器件可以使用接入控制清單(ACL)來防止非法器件獲取數據，在這一級不採取加密措施。第三級安全級別在數據轉移中採用屬於高級加密標准(AES)的對稱密碼。AES可以用來保護數據凈荷和防止攻擊者冒充合法器件，各個應用可以靈活確定其安全屬性。

6、實現成本低

模塊的初始成本估計在6美元左右，很快就能降到1.5-2.5美元，且Zigbee協議免專利費用。目前低速低功率的UWB晶元組的價格至少為20美元。而ZigBee的價格目標僅為幾美分。低成本對於ZigBee也是一個關鍵的因素。

7、時延短

通信時延和從休眠狀態激活的時延都非常短，典型的搜索設備時延30ms,休眠激活的時延是15ms, 活動設備信道接入的時延為15ms。因此ZigBee技術適用於對時延要求苛刻的無線控制(如工業控制場合等)應用。

ZigBee與WiFi的區別

相同點：

1、二者都是短距離的無線通信技術;

2、都是使用2.4GHz頻段

3、都是採用DSSS技術;

不同點：

1、傳輸速度不同。 ZigBee的傳輸速度不高(<250Kbps)，但是功耗很低，使用電池供電一般能用3個月以上; WiFi，就是常說的無線區域網，速率大(11Mbps)，功耗也大，一般外接電源;

2、應用場合不同。 ZigBee用於低速率、低功耗場合，比如無線感測器網路，適用於工業控制、環境監測、智能家居控制等領域。 WiFi，一般是用於覆蓋一定范圍(如1棟樓)的無線網路技術(覆蓋范圍100米左右)。表現形式就是我們常用的無線路由器。在一棟樓內布設1個無線路由器，樓內的筆記本電腦(帶無線網卡)，基本都可以無線上網了。

3、市場現狀不同。ZigBee作為一種新興技術，自04年發布第一個版本的標准以來，正處在高速發展和推廣當中;目前因為成本、可靠性方面的原因，還沒有大規模推廣; WiFi，技術成熟很多，應用也很多了。 總體上說，二者的區別較大，市場定位不同，相互之間的競爭不是很大。只不過二者在技術上有共同點，二者的相互干擾還是比較大的，尤其是WiFi對於ZigBee的干擾。

二者硬體內存需求對比：ZigBee：32~64KB+；WiFi：1MB+；ZigBee硬體需求低。

二者電池供電上電可持續時間對比：ZigBee：100~1000天;WiFi：1~5天;ZigBee功耗低。 傳輸距離對比(一般用法，無大功率天線發射裝置)：ZigBee：1~1000M;WiFi：1~100M;ZigBee傳輸距離長。 ZigBee劣勢： 網路帶寬對比：ZigBee：20~250KB/s;WiFi：11000KB/s;ZigBee帶寬低，傳輸慢。

ZigBee的技術應用

作為一種低速率的短距離無線通信技術，ZigBee有其自身的特點，因此有為它量身定做的應用，盡管在某些應用方面可能和其他技術重疊。ZigBee可能的一些應用，包括智能家庭、工業控制、自動抄表、醫療監護、感測器網路應用和電信應用。

1、智能家居

家裡可能都有很多電器和電子設備，如電燈、電視機、冰箱、洗衣機、電腦、空調等等，可能還有煙霧感應、報警器和攝像頭等設備，以前我們最多可能就做到點對點的控制，但如果使用了ZigBee技術，可以把這些電子電器設備都聯系起來，組成一個網路，甚至可以通過網關連接到Internet，這樣用戶就可以方便的在任何地方監控自己家裡的情況，並且省卻了在家裡布線的煩惱。

2、工業控制

工廠環境當中有大量的感測器和控制器，可以利用ZigBee技術把它們連接成一個網路進行監控，加強作業管理，降低成本。

3、感測器網路應用

感測器網路也是最近的一個研究熱點，像貨物跟蹤、建築物監測、環境保護等方面都有很好的應用前景。感測器網路要求節點低成本、低功耗，並且能夠自動組網、易於維護、可靠性高。ZigBee在組網和低功耗方面的優勢使得它成為感測器網路應用的一個很好的技術選擇。

目前Zigbee技術還存在的問題

盡管 Zigbee技術在2004年，就被列為當今世界發展最快，最具市場前景的十大新技術之一;關於Zigbee技術的優點，大家也進行了許多討論，到目前為止，國內外許多廠商也都開發生產了各種各樣的 Zigbee產品，並在應用推廣上做了大量的工作，然而，實事求是的講，真正完全使用Zigbee技術來解決具體實際問題，有意義的案例則非常有限。

Zigbee似乎成了一種時髦，但眼下還不能做到真正實用的新技術。就其原因，除了作為一種新技術，它本身需要有一個技術改進和成熟，以及市場培育的過程外，我們在長期應用Zigbee技術來解決實際問題的實踐中，還發現如下幾個十分重要，而在短期內我們認為十分難以解決的問題：

1、Zigbee的核心技術之一，是動態組網和動態路由，即Zigbee網路考慮了網路中的節點增減變化，網路中的每個節點相隔一定時間，需要通過無線信號交流的方式重新組網，並在每一次將信息從一個節點發送到另一個節點時，需要掃描各種可能的路徑，從最短的路經嘗試起，這就涉及到無線網路的管理問題。而這些，都需要佔用大量的帶寬資源，並增加數據傳輸的時延。特別是隨著網路節點數目的增加和中轉次數增多。因而，盡管Zigbee的射頻傳輸速率是250kbps, 但經過多次中轉後的實際可用速率將大大降低，同時數據傳輸時延也將大大增加，無線網路管理也就變得越麻煩。這也就是目前Zigbee網路在數據傳輸時的主要問題。

2、Zigbee這個字，從英語的角度來分析，它是由「Zig」和「bee」兩個字組成。前者「Zig」中文的意思是「之「字形的路徑，後面一個英文單詞「bee」就是蜜蜂的意思，我們的理解，Zigbee網路技術，就是模仿蜜蜂信息傳遞的方式，通過網路節點之間信息的相互互傳，來將一個信息從一個節點傳輸到遠處的另外一個節點。如果按一般標准Zigbee節點，在開闊空間每次數據中轉平均增加50米直線傳輸距離計算，傳輸500米直線距離需要中轉十次;在室內，由於Zigbee所使用的2.4 G的傳輸頻率，一般是通過信號反射來進行傳輸的，由於建築物的遮擋，要傳輸一定的距離，往往需要使用較多的網路節點來進行數據中轉，如上述第一條中的分析，這對一個Zigbee網路來講，並不是一件簡單的事情。當然，我們也可使用放大器來增加Zigbee網路節點的傳輸距離，然而，這必然要大大增加網路節點的功耗和成本，失去了Zigbee低成本低功耗的本來目的。而且，在室內使用這種方法來增加傳輸距離，效果也有限。顯然，一種通過中心點在室外，終端模塊在室外的星狀網網路通信結構個更加合理。

3、Zigbee的核心技術之一，是每一個網路節點，除了自身作為信息採集點和執行來自中心的命令外，它還承擔著隨時來自網路的數據中轉任務，這樣，網路節點的收發機必須隨時處於收發接收狀態，這就是說它的最低功耗至少在20mA左右，一般使用放大器的遠距離網路節點，其耗電量一般在150mA左右。這顯然很難使用電池驅動來保證網路節點的正常工作；

4、由於Zigbee中的每一個節點，都參與自動組網和動態路由的工作，因而每個網路節點的單片機也就相對復雜一些，成本自然也就高一些。另外，在Zigbee網路的基礎上進行一些針對具體應用的開發工作的量也就大一些。

綜上所述 ，我們認為，Zigbee網路，實際上在許多情況下，是犧牲了網路傳輸效率，帶寬以及節點模塊的功耗，來換取在許多實際應用中，並不重要的動態組網和動態路由的功能，因為，在一般情況下，我們的網路節點和數據傳輸途徑往往都是固定不變的。因此，當前Zigbee技術尚未解決的節點耗電問題，網路數據傳輸的效率較低時延較長的問題，以及數據傳輸距離有限的問題，是當前Zigbee 技術難於得到很好推廣的根本原因。