ZigBee技术是一种用于短距离、低速率、低成本的电子设备间的无线网络通信技术，ZigBee技术主要依据IEEE802.15.4标准，在多个微小的传感器之间进行通信，这些微小的传感器不需要消耗太多的能量，无线电波通过接力的方式将信息数据传递到下一个传感器中，因此，ZigBee技术具有很强的通信能力。一般情况下，随着通信距离的增加，设备的复杂程度、系统成本、能量消耗等也会逐渐增加，和现有的通信技术相比较，ZigBee技术是能耗和成本最低的技术之一。由于ZigBee技术通信范围比较小，传输速率比较低，因此，ZigBee技术适用于承载流量比较小的业务。
1ZigBee技术简介和IEEE802.15.4协议
1.1ZigBee技术
ZigBee是一种基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的技术标准，IEEE只能对低级的物理层和MAC层协议进行处理，因此，ZigBee联盟能标准化相应的网络协议层和API。完全协议可以直接连接到一个设备的基本节点4k字节、路由器协调器32k字节、Hub协调器的32k字节，由于每个协调器可以连接255个字节，几个协调器就能形成一个网络，因此，不会限制路由传输的数量。为保证便携式设备不会因意外泄漏标识，导致利用网络在传输过程中被其它节点获得信息，ZigBee联盟还开发了安全层。完整的ZigBee协议是由物理层、数据链路层、网络层、应用汇聚层、高层应用规范等组成的，其中ZigBee联盟制定网络层以上的协议，IEEE802.15.4制定物理层和数据链路层标准。应用汇聚层主要负责将不同的应用映射到ZigBee网络中，具有业务发现、设备发现、业务数据流汇聚、安全鉴权等功能；MAC层主要沿用WLAN中802.11标准CSMA/CA方式；在网络层ZigBee联盟可以制定星形、网状及丛集树状等几种形式。ZigBee协议套件十分紧凑，并且结构比较简单，对于硬件的要求比较低，8位微处理器80c51就能符合要求。
1.2IEEE802.15.4协议
IEEE802.15.4协议是ZigBee技术的基础，IEEE802.15.4标准是为低成本、低能耗的设备提供有效范围在10m的低速连接，能用于玩具、库存跟踪等领域。IEEE802.15.4定义了单一的MAC层和多样的物理层，MAC层可以支持多种LLC标准，利用SSCS协议能让LLC标准直接使用MAC层服务；物理层可以分为869/915MHz物理层和2.4GHz物理层两个标准，这两种物理层的数据包格式是相同的，而工作频率、扩频码片长度、调制技术、传输速率等方面存在一定的差异。
2ZigBee技术的特点
ZigBee技术和其他无线网络通信技术相比较，其最大的特点是：
（1）数据传输率低。ZigBee技术的数据传输率很低，每秒传输速率为10k字节-250k字节，只能用于低传输。
（2）功耗少。由于ZigBee技术的传输速率低、传输数据量比较小，因此，在传输过程中信号的收发时间很短；当ZigBee停止工作时，节点会处于休眠状态，使得ZigBee节点的功耗少，十分省电。
（3）安全性高。ZigBee提供有完整的数据检查和鉴权功能，数据在传输过程中提供了三级安全性，并且高级加密标准的对称密码，确保数据能安全的进行传输。
（4）有效范围小。ZigBee技术的有效范围比较小，一般情况下，有效范围在10m-75m，其具体范围根据实际应用模式和发射功率的大小确定。
（5）兼容性。ZigBee技术可以和现有的控制网络标准进行无缝集成，利用网络协调器自动建立网络，通过CSMA/CA方式进行信道接入，不仅保证传递的可靠性，还提供了全握手协议。
3ZigBee的应用
ZigBee是希望建立一种容易布建、低成本、低耗能的无线网络，产品研发初期主要用于工业、企业市场的感应式网络，具有灯光、感应辨识、安全控制等作用，随着科技的快速发展，ZigBee逐渐应用在家庭中。采用ZigBee技术时，需要满足以下任何一种条件：
（1）设备的成本低，传输的数据量比较小；
（2）设备的体积比较小，没有安装比较大的电池模块；
（3）设备只能使用一次性电池，没有充足的电力支持；
（4）设备不能频繁的更换电池或者不能进行充电。根据ZigBee联盟的协议，在家庭中使用ZigBee时，可以将ZigBee应用在行动不方便或者老年人的紧急呼叫器、空调系统的温度控制器、窗帘、灯光的自动控制、电视或音响万能遥控器、无线键盘等装置中。
作者：梁旭 单位：北京首都国际机场股份有限公司信息技术部
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