zigbee技术文档0 - ZigBee协议栈基础概念简介.docx
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2023-03-05
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一、 ZigBee 之基本概念
物联网的定义是： 通过射频识别（ RFID ）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描
器等信息传感设备， 按约定的协议， 把任何物体与互联网相连接， 进行信息交换和通信，
以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
无线传感网络的定义是： 大规模，无线、自组织、多跳、无分区、无基础设施支持
的网络．其中的节点是同构的、成本较低、体积较小，大部分节点不移动，被随意撒布
在工作区域，要求网络系统有尽可能长的工作时间。 在通信方式上，虽然可以采用有线、
无线、红外和光等多种形式，但一般认为短距离的无线低功率通信技术最适合传感器网
络使用，为明确起见，一般称无线传感器网络 (WSN．Wireless Sensor Network) 。无线
传感网络的无线通信技术可以采用 ZigBee 技术、蓝牙、 Wi-Fi 和红外等技术。 ZigBee
技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术或无
线网络技术，是一组基于 IEEE802.15.4 无线标准研制开发的组网、 安全和应用软件方面
的通信技术。
Zigbee 是 IEEE 802.15.4 协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、
低功耗的无线通信技术。 这一名称来源于蜜蜂的八字舞， 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信息，也就是说蜜蜂依靠这
样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低
数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而
言之， ZigBee 就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
IEEE 802.15.4 是一个低速率无线个人局域网 (Low Rate Wireless PersonalArea
Networks ，LR-WPAN) 标准。该标准定义了物理层 (PHY) 和介质访问控制层 (MAC) 。这种低
速率无线个人局域网的网络结构简单、成本低廉、具有有限的功率和灵活的吞吐量。低
速率无线个人局域网的主要目标是实现安装容易、数据传输可靠、短距离通信、极低的
成本、合理的电池寿命，并且拥有一个简单而且灵活的通信网络协议。
协议栈是指网络中各层协议的总和，其形象的反映了一个网络中文件传输的过程：
由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。使用最广泛的是英特网协议栈，由
上到下的协议。分别是：
应用层（ HTTP ，TELNET ，DNS ，EMAIL 等）
运输层（ TCP，UDP），网络层（ IP
链路层（ WI-FI ，以太网，令牌环， FDDI 等）
物理层
ZigBee 联盟于 2005 年公布了第一份 ZigBee 规范“ ZigBee Specification V1.0 ”。
ZigBee 协议规范使用了 IEEE 802.15.4 定义的物理层（ PHY ）和媒体介质访问层（ MAC ），
并在此基础上定义了网络层（ NWK）和应用层（ APL）架构。
ZigBee2007/PRO 无线传感器网络与 ZigBee2006 无线传感器网络相比最大区别在于
其支持最新 ZigBee2007/PRO 网络，提供更多更精确传感器 (如增加高精度温湿度数字传
感器等)，提供更多可扩展接口，提供更大网络支持，速度更快 /处理能力更强低功耗微
控制器等。
ZigBee 的技术特性决定它将是无线传感器网络的最好选择，广泛用于物联网，自动
控制和监视等诸多领域。以美国德州仪器 TI 公司 CC2430/CC2530 芯片为代表的 Zigbee
SOC 解决方案在国内高校企业掀起了一股 Zigbee 技术应用的热潮。 CC2430/CC2530 集成
了 51 单片机内核，相比于众多的 Zigbee 芯片，CC2430/CC2530 颇受青睐。
ZigBee 新一代 SOC 芯片 CC2530 是真正的片上系统解决方案，支持 IEEE 802.15.4
标准/ZigBee/ZigBee RF4CE 和能源的应用。拥有庞大的快闪记忆体多达 256 个字节，
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