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引言
当今世界通信技术迅猛发展,ZigBee 作为一种新兴的短距离无线通信技术,正有力地
推动着低速率无线个人区域网络 LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network)的
发展。ZigBee 是基于 IEEE 802.15.4 标准的应用于无线监测与控制应用的全球性无线通信
标准,强调简单易用、近距离、低速率、低功耗(长电池寿命)且极廉价的市场定位,可以广
泛应用于工业控制、家庭自动化、医疗护理、智能农业、消费类电子和远程控制等领域。并
且,基于 ZigBee 技术的网络特征与无线传感器网络存在很多相似之处,故很多研究机构已
经把它作为无线传感器网络的无线通信平台。目前在蓝牙技术复杂,应用系统费用高,功耗
高,供电电池寿命短,且还无法突破价格瓶颈的情况下,ZigBee 技术无疑将拥有广阔的应
用前景。
1 ZigBee 的结构体系
相对于其他无线通信标准,ZigBee 协议栈显得更为紧凑和简单。如图 1 所示,ZigBee
协议栈的体系结构由底层硬件模块、中间协议层和高端应用层3 部分组成。
ZigBee 协议栈体系
1.1 底层硬件模块
底层硬件模块是 ZigBee 技术的核心模块,所有嵌入 ZigBee 技术的设备都必须包括底层
模块。它主要由射频 RF(Radio-Frequency)、ZigBee 无线 RF 收发器和底层控制模块组成。
ZigBee 标准协议定义了两个物理层(PHY)标准,分别是 2.4 GHz 物理层和 868/915 MHz
物理层。两个物理层都基于直接序列扩频 DSSS 技术,使用相同的物理层数据包格式;区别
在于工作频率、调制方式、信号处理过程和传输速率。
底层控制模块定义了物理无线信道和 MAC 子层之间的接口,提供物理层数据服务和物理
层管理服务。物理层数据服务从无线物理信道上收发数据;物理层管理服务维护一个由物理
层相关数据组成的数据库。数据服务主要包括:激活和休眠射频收发器,收发数据,信道能
量检
测,链路质量指示和空闲信道评估。
信道能量检测:为网络层提供信道选择依据。它主要测量目标信道中接收信号的功率强
度,由于这个检测本身不需要进行解码操作,所以检测结果是有效信号功率和噪声信号功率
之和。
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