短距离无线网络zigbee介绍

这篇文章的目的是提供一个概述关于Zigbee的基本属性，包括它的网络拓扑结构，信道访问机制以及每个协议层的角色任务。

1.什么是Zigbee?

       Zigbee是一个定义了一套低速率，短距离无线网络通信协议的标准。基于Zigbee的无线设备运行在868MHz，925MHz和2.4GHz频带。其最大数据速率是250Kbps。Zigbee主要定向为以电池供电的应用，该应用以低速率，低成本和长的电池寿命为主要需求。在许多zigbee的应用中，无线设备工作在任意类型的活动的总时间是非常有限的。设备的大部分时间都处于省电模式中，也叫做睡眠模式。因此，使能的Zigbee设备可以运行好几年在它们的电池被替换之前。

       Zigbee的应用之一就是家用的病人监护。例如，一个病人的血压和心率能被测量通过可穿戴的设备。这个病人戴一个zigbee设备与一个传感器配合，能够采集与健康相关的信息，例如每一周期的血压状况。然后采集的数据可以无线被发送到本地的服务器，比如病人家里面的一台个人电脑。这个电脑会对这些数据进行初始的分析。最后，一些非常重要的信息将会通过因特网被发送给病人的护士或者医师，以便于更长远的的分析。

       Zigbee应用的另一个例子是监控大规模建筑物的结构健康。在这个应用中，一些激活的Zigbee无线传感器(例如加速器)能被安装在一个建筑上。所有的这些传感器能形成一个单一的无线网络去收集信息，这些信息能够被用来评估建筑物的结构健康和发现一些可能的损坏标志。例如，在一个地震之后，一个建筑物可能需要检查在它对公众重新开放之前。用传感器采集到的数据能帮助加快和减少检查的成本。

       Zigbee标准由Zigbee联盟制定。Zigbee联盟有数以百计的成员公司，从半导体工业和软件开发者到原始设备制造商和安装者。Zigbee联盟在2002年成立作为一个非盈利性的组织开放给每个想加入的人。Zigbee标准已经采用了IEEE 802.15.4作为它的物理层和媒体访问控制层协议。因此，一个顺从zigbee的设备也是顺从IEEE 802.15.4标准的。

       用无线的方式去采集信息或者执行特定的控制任务在一个房间里或者是工厂里这个概念不是新出来的。还有一些其他的短距离的无线网络标准，包括IEEE802.11无线局域网和蓝牙。每一个标准在特定的应用里面都有它的优点。Zigbee标准是特别的被开发来处理非常低成本的实现低数据率无线网络用超低的能量消耗的需求。

       Zigbee标准帮助缩减实施成本通过简化通信协议和减少数据速率。达到Zigbee和IEEE802.15.4规格说明的最低要求是相对轻松的，对比其他的标准如IEEE802.11。这个标准减少了复杂性和实现无线收发器的成本。

       工作周期，也就是占空比，是设备活跃的时间占总时间的比重，例如，如果一个设备在醒着的每分钟里保持活跃的时间是60ms，这个设备的占空比就是0.001，或者是0.1%。在许多zigbee的应用中，设备的占空比都少于1%来保证多年的电池寿命。