zigbee在物联网中的应用.pdf

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计算技术与信息发展

ZigBee在物联网中的应用

□马驹

（华中科技大学湖北·武汉430074）
摘要：在物联网成为热点的今天，其应用前景令人关注。通过介绍ZigBee技术标准及其优势，总结了ZigBee
的特点，并且通过一个基于ZigBee的智能停车管理系统的实例描述了其在物联网中的应用。
关键词：ZigBee物联网IEEE802.11.4
中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1007-3973（2011）002-034-03

ZigBee是一种低速率、低功耗的无线通讯协议，其特点使
它能在智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、
智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等领域有所作为。而
物联网更是在这个方面大有发展潜力。所以ZigBee在物联网
中将一展拳脚。目前虽然仍处于起步阶段，但其巨大的应用
前景还是引起了工业界和学术界的极大关注。
1ZigBee技术简介
ZigBee是基于IEEE802.11.4协议的一簇扩展集。它主
要针对低传输速率、低功耗方向的射频应用，例如：无线开关
控制照明、室内环境的距离测量以及小范围应用的消费电子
产品等等。
ZigBee是一个低成本、低功耗的无线网络标准。首先，它
的低成本使之能广泛适用于无线监控方向的应用；其次，低功
耗使之能有更长的工作周期；最后，它所支持的无线网状网络

使之能有更强的可靠性和更广的覆盖范围。图1ZigBee协议栈
ZigBee协议的物理层和MAC层直接采用的是IEEEZigBee的技术特点如下：
802.11.4的标准。IEEE802.11.4的物理层（PHY）采用直接数据传输速率低：10KB/秒~250KB/秒，专注于低传输应
序列展频（DSSS，DirectSequenceSpreadSpectrum）技术，以用；
化整为零方式，将一个讯号分为多个讯号，再经由编码方式功耗低：在低功耗待机模式下，两节普通5号电池可使用
传送讯号避免干扰。在媒体存取控制（MAC）层方面，主要是6~24个月；
沿用IEEE802.11系列标准的CSMA/CA方式，以提高系统成本低：ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降
兼容性，所谓的CSMA/CA是在传输之前，会先检查信道是低了成本；
否有数据传输，若信道无数据传输，则开始进行数据传输动网络容量大：网络可容纳65,000个设备；
作，若有产生碰撞，则稍后重新再传。ZigBee的高层协议则时延短：典型搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为
由ZigBee联盟所主导的，定义了网络层（NetworkLayer）、安15ms，活动设备信道接入时延为15ms；
全层（SecurityLayer）、应用层（ApplicationLayer）、以及各种安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用
应用产品的资料（Profile）。协议栈如下图1所示。ZigB