ZigBee基礎知識

1、2022-2-241ZigBee基礎知識基礎知識2022-2-242ContentsZigBee簡介簡介1ZigBee發(fā)展歷史發(fā)展歷史2ZigBee介紹介紹3ZigBee小結小結5ZigBee技術應用案例技術應用案例42022-2-243ZigBee簡介vZigBee這個字源于蜜蜂群發(fā)現(xiàn)食物源的時候，通這個字源于蜜蜂群發(fā)現(xiàn)食物源的時候，通過跳過跳“之之”字形的舞蹈（字形的舞蹈（Zig舞）在同伴中傳遞信舞）在同伴中傳遞信息，以到達彼此溝通訊息的目的，故以此做新一息，以到達彼此溝通訊息的目的，故以此做新一代無線通訊技術的命名。代無線通訊技術的命名。vZigBee技術是一種結構簡單、低成本、低功耗、

2、技術是一種結構簡單、低成本、低功耗、低速率和可靠性高的短距離無線通信新技術。低速率和可靠性高的短距離無線通信新技術。vZigBee的網(wǎng)絡標準由的網(wǎng)絡標準由IEEE 802.15工作組負責制定，工作組負責制定，被稱作被稱作802.15.4(ZigBee)技術標準。技術標準。2022-2-244ZigBee簡介2022-2-245ZigBee發(fā)展歷史v 近年來，各種無線通信技術迅猛發(fā)展，極大的提高了人們近年來，各種無線通信技術迅猛發(fā)展，極大的提高了人們的工作效率和生活質量。然而，在日常生活中，我們仍然的工作效率和生活質量。然而，在日常生活中，我們仍然被各種電纜所束縛，我們思考能否在近距離范圍內實現(xiàn)

3、各被各種電纜所束縛，我們思考能否在近距離范圍內實現(xiàn)各種設備之間的無線通信種設備之間的無線通信?v 縱觀目前發(fā)展較成熟的無線通信技術，這些技術比較復雜，縱觀目前發(fā)展較成熟的無線通信技術，這些技術比較復雜，耗費資源多，成本較高，并不適用于短距離無線通信的場耗費資源多，成本較高，并不適用于短距離無線通信的場合。合。1999年藍牙技術走向應用，但因芯片價格高，功耗高，年藍牙技術走向應用，但因芯片價格高，功耗高，協(xié)議較復雜，廠商支持力度不夠，傳輸距離限制以及抗干協(xié)議較復雜，廠商支持力度不夠，傳輸距離限制以及抗干擾能力差等特點而發(fā)展緩慢，藍牙技術不適用于要求低成擾能力差等特點而發(fā)展緩慢，藍牙技術不適用于要

4、求低成本、低功耗的工業(yè)控制和家庭網(wǎng)絡。低功耗、低成本的無本、低功耗的工業(yè)控制和家庭網(wǎng)絡。低功耗、低成本的無線網(wǎng)絡需求促使線網(wǎng)絡需求促使ZigBee應運而生。應運而生。2022-2-246ZigBee發(fā)展歷史v 2000年年12月月IEEE(美國電子和電氣工程師協(xié)會美國電子和電氣工程師協(xié)會)成立了成立了802.15.4工作組，致工作組，致力于開發(fā)低成本、低功耗和低速率的無線連接技術。力于開發(fā)低成本、低功耗和低速率的無線連接技術。v 2001年年8月，美國發(fā)起成立月，美國發(fā)起成立ZigBee聯(lián)盟，他們提出的聯(lián)盟，他們提出的ZigBee技術被確認為技術被確認為IEEE 802.15.4標準。標準。v

5、 2003年年5月，月，IEEE 802.15.4標準獲得通過。標準獲得通過。v 目前目前ZigBee聯(lián)盟在全球有聯(lián)盟在全球有300多個成員公司多個成員公司(包括日本三菱電氣公司、美包括日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司、荷蘭飛利浦半導體公司、我國華為公司等國摩托羅拉公司、荷蘭飛利浦半導體公司、我國華為公司等)。2022-2-247v 低速率：數(shù)據(jù)傳輸速率只有低速率：數(shù)據(jù)傳輸速率只有20250kb/s，分別提供，分別提供250kb/s(2.4GHz)，40kb/s(915MHz)和和20kb/s(868MHz)的原始數(shù)據(jù)吞吐率的原始數(shù)據(jù)吞吐率,滿足低速率的傳輸數(shù)據(jù)滿足低速率的傳輸數(shù)據(jù)的應用需求

6、。的應用需求。v 低功耗：在低功耗待機模式下，低功耗：在低功耗待機模式下，2節(jié)普通節(jié)普通5號電池可使用號電池可使用624月，這也是月，這也是ZigBee的支持者一直引以為豪的獨特優(yōu)勢。的支持者一直引以為豪的獨特優(yōu)勢。v 低成本：因為低成本：因為ZigBee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本；并數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本；并且且ZigBee協(xié)議免收專利費。協(xié)議免收專利費。ZigBee網(wǎng)絡節(jié)點模塊一般在網(wǎng)絡節(jié)點模塊一般在1000元以下，而主要元以下，而主要使用的網(wǎng)絡子節(jié)點價格可降到使用的網(wǎng)絡子節(jié)點價格可降到100元以下。元以下。v 容量大：容量大：ZigBee網(wǎng)絡可由一

7、個節(jié)點管理若干子節(jié)點，最多一個節(jié)點可以管理網(wǎng)絡可由一個節(jié)點管理若干子節(jié)點，最多一個節(jié)點可以管理254個子節(jié)點，同時該節(jié)點還可由上一層網(wǎng)絡節(jié)點管理，可組成個子節(jié)點，同時該節(jié)點還可由上一層網(wǎng)絡節(jié)點管理，可組成65000個節(jié)點個節(jié)點的大型網(wǎng)絡的大型網(wǎng)絡v 時延短：時延短：ZigBee的響應速度較快，一般從睡眠狀態(tài)轉入工作狀態(tài)只需的響應速度較快，一般從睡眠狀態(tài)轉入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點連接進入網(wǎng)絡只需要節(jié)點連接進入網(wǎng)絡只需要30ms。相對而言，藍牙需要。相對而言，藍牙需要310s，WiFi需要需要3s。這樣一方面節(jié)省了能量消耗，另一方面更適用于對時延敏感的場合，例如一這樣一方面節(jié)省了能量消耗，另一

8、方面更適用于對時延敏感的場合，例如一些應用在工業(yè)上的傳感器就需要以毫秒的速度獲取信息，以及安裝在廚房內些應用在工業(yè)上的傳感器就需要以毫秒的速度獲取信息，以及安裝在廚房內的煙霧探測器也需要在盡量短的時間內獲取信息并傳輸給網(wǎng)絡控制者，從而的煙霧探測器也需要在盡量短的時間內獲取信息并傳輸給網(wǎng)絡控制者，從而阻止火災的發(fā)生。阻止火災的發(fā)生。2022-2-248v 近距離：傳輸范圍一般介于近距離：傳輸范圍一般介于10100m之間，能覆蓋普通的之間，能覆蓋普通的家庭和辦公場所，在增加家庭和辦公場所，在增加RF發(fā)射功率后，可增加到發(fā)射功率后，可增加到13KM。v 安全高：安全高：ZigBee提供了三級安全模式

9、，保證安全性。提供了三級安全模式，保證安全性。v 可靠：采取了碰撞避免策略，同時為需要固定帶寬的通信可靠：采取了碰撞避免策略，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了專用時隙業(yè)務預留了專用時隙,避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。MAC層采用了完全確認的數(shù)據(jù)傳輸模式層采用了完全確認的數(shù)據(jù)傳輸模式, 每個發(fā)送的數(shù)據(jù)每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問包都必須等待接收方的確認信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問題可進行重發(fā)。題可進行重發(fā)。 2022-2-249vZigBee是是IEEE 802.15.4的擴展。的擴展。ZigBee不僅只是不僅只是802.15.4的名

10、字，的名字，IEEE僅處理低級僅處理低級MAC層和物理層協(xié)議，層和物理層協(xié)議，ZigBee聯(lián)盟對其網(wǎng)絡聯(lián)盟對其網(wǎng)絡層協(xié)議和層協(xié)議和API進行標準進行標準化?；ZigBee聯(lián)盟還開發(fā)了聯(lián)盟還開發(fā)了安全層。安全層。應用層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層DLL物理層PHY媒體接入控制層MACIEEE802.15.4ZigBee聯(lián)盟 2022-2-2410物理層MAC層網(wǎng)絡/安全層支持/應用層作用：作用：作用：作用：作用：作用：建立新網(wǎng)絡，保證數(shù)據(jù)的傳輸。對數(shù)據(jù)進行加密，保證數(shù)據(jù)的完整性作用：作用：物理層是協(xié)議的最底層，承付著和外界直接作用的任務。主要目的：控制RF收發(fā)器工作負責設備間無線數(shù)據(jù)鏈路的建立、維護和結

11、束確認模式的數(shù)據(jù)傳送和接收。應用支持層根據(jù)服務和需求使多個器件之間進行通信。應用層主要根據(jù)具體應用由用戶開發(fā)。2022-2-2411ZigBee含義含義v ZigBee三種含義三種含義： 這三種含義是三位一體的關系，聯(lián)盟是協(xié)議和技術的主要開發(fā)者；協(xié)議猶如社會這三種含義是三位一體的關系，聯(lián)盟是協(xié)議和技術的主要開發(fā)者；協(xié)議猶如社會法律、交通的規(guī)則，聯(lián)盟和技術都要遵守；技術是聯(lián)盟的和協(xié)議的載體和具體表現(xiàn)。法律、交通的規(guī)則，聯(lián)盟和技術都要遵守；技術是聯(lián)盟的和協(xié)議的載體和具體表現(xiàn)?？偠灾喝呤且粋€整體的三個方面。總而言之：三者是一個整體的三個方面。v1. ZigBee聯(lián)盟聯(lián)盟vZigBee聯(lián)盟聯(lián)盟2

12、002年成立，現(xiàn)超過年成立，現(xiàn)超過300多個成員單位。多個成員單位。v聯(lián)盟使命：為可靠，低價、低功率無線聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控產(chǎn)品建立開放的全球標準。聯(lián)盟使命：為可靠，低價、低功率無線聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控產(chǎn)品建立開放的全球標準。v聯(lián)盟目標：通過給日常設備注入無線能力和智能，簡化使用，極大的提供靈活性和移聯(lián)盟目標：通過給日常設備注入無線能力和智能，簡化使用，極大的提供靈活性和移動性。動性。v聯(lián)盟工作：（聯(lián)盟工作：（1）制定網(wǎng)絡層、安全和應用層標準（網(wǎng)絡七層）制定網(wǎng)絡層、安全和應用層標準（網(wǎng)絡七層OSI模型要熟記）模型要熟記）v（2）提供互操作和兼容性測試規(guī)范）提供互操作和兼容性測試規(guī)范v（3）推廣）推廣ZigBee品

13、牌，提升市場感知度品牌，提升市場感知度v（4）技術演進）技術演進v2. ZigBee協(xié)議協(xié)議v協(xié)議，標準也！協(xié)議，標準也！ZigBee協(xié)議即協(xié)議即ZigBee標準體系。主要指標準體系。主要指ZigBee的軟件部分的軟件部分v3. ZigBee技術技術vZigBee是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術。主要指是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術。主要指ZigBee的硬件部的硬件部分分2022-2-2412ZigBee技術優(yōu)勢技術優(yōu)勢v 數(shù)據(jù)傳輸速率低：數(shù)據(jù)傳輸速率低：10kb/s250kb/s，專注于低速率傳輸應用。，專注于低速率傳輸應用。v 低功耗：在低功耗待機模式下，低功耗：

14、在低功耗待機模式下，2節(jié)普通節(jié)普通5號電池可使用號電池可使用624月。月。v 低成本：因為低成本：因為ZigBee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本。每塊本。每塊ZigBee芯片價格大約芯片價格大約2美元。美元。v 容量大：網(wǎng)絡可容納容量大：網(wǎng)絡可容納65500個設備。個設備。v 時延短：典型搜索設備時延為時延短：典型搜索設備時延為30ms，休眠激活時延為，休眠激活時延為15ms。v 網(wǎng)絡的自組織、自愈能力強，通信可靠。網(wǎng)絡的自組織、自愈能力強，通信可靠。v 數(shù)據(jù)安全：數(shù)據(jù)安全： ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權功能，采用提供了數(shù)據(jù)完整

15、性檢查和鑒權功能，采用AES-128加密算法（美國新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一）保證加密算法（美國新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一）保證安全性。安全性。v 工作頻段靈活：使用頻段工作頻段靈活：使用頻段2.4GHz,868MHz(歐洲歐洲)和和915MHz（美國）（美國）均免執(zhí)照的頻段。均免執(zhí)照的頻段。2022-2-2413ZigBee應用場合應用場合v消費性電子設備：電視、消費性電子設備：電視、DVD、CD機等電器的機等電器的遠程遙控（含遠程遙控（含ZigBee功能的手機就可以支持主要功能的手機就可以支持主要遙控器功能）。遙控器功能）。 vPC外設：無線鍵盤、鼠標、游戲操縱

16、桿等。外設：無線鍵盤、鼠標、游戲操縱桿等。v工業(yè)控制：利用傳感器和工業(yè)控制：利用傳感器和ZigBee網(wǎng)絡使數(shù)據(jù)的自網(wǎng)絡使數(shù)據(jù)的自動采集、分析和處理變得更加容易。動采集、分析和處理變得更加容易。v醫(yī)療設備控制：醫(yī)療傳感器、病人的緊急呼叫按醫(yī)療設備控制：醫(yī)療傳感器、病人的緊急呼叫按鈕等。鈕等。v交互式玩具。交互式玩具。2022-2-2414基于基于ZigBee技術的遠程抄表系統(tǒng)技術的遠程抄表系統(tǒng)ZigBee三表抄表系統(tǒng)三表抄表系統(tǒng)單元樓結構圖單元樓結構圖v 每幢樓的水電煤三表通過每幢樓的水電煤三表通過RS485總線連接數(shù)據(jù)采集器，在連接到總線連接數(shù)據(jù)采集器，在連接到ZigBee遠端節(jié)遠端節(jié)點。點。

17、v 每幢單元樓設置一個每幢單元樓設置一個ZigBee遠端節(jié)點，負責數(shù)據(jù)收發(fā)或作路由器。遠端節(jié)點，負責數(shù)據(jù)收發(fā)或作路由器。v ZigBee遠端節(jié)點上傳到遠端節(jié)點上傳到ZigBee中心節(jié)點。中心節(jié)點。2022-2-2415ZigBee小結小結vZigBee是一種新興的短距離，低速率是一種新興的短距離，低速率無線網(wǎng)絡技術。無線網(wǎng)絡技術。vZigBee技術和技術和RFID技術在技術在2004年被列年被列入當今世界發(fā)展最快。市場前景最為入當今世界發(fā)展最快。市場前景最為廣闊的十大最新技術中的二個。今后廣闊的十大最新技術中的二個。今后若干年都將是若干年都將是ZigBee技術飛速發(fā)展的技術飛速發(fā)展的時期。時期

18、。2022-2-2416一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀幾種無線通信技術PAN：射頻識別：射頻識別(RFID)、藍牙、藍牙(Bluetooth)、超寬帶、超寬帶(UWB)1LAN：Wi-Fi、 ZigBee(802.11x)、DECT (無繩電話無繩電話)2MAN：Wi-MAX（802.16x）3WAN：2G、3G、4G 4 2022-2-2417一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀幾種無線通信技術幾種無線通信技術Zigbee2022-2-2418一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀幾種無線通信技術幾種無線通信技術藍牙藍牙WiFiWiMaxWiMax2022-2-2

19、419二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點1.RFID(Radio Frequency Identification) 一種非接觸式的自動識別技術一種非接觸式的自動識別技術 可以識別單個的非常具體的物體，而不是像條形碼可以識別單個的非常具體的物體，而不是像條形碼那樣只能那樣只能 識別一類物體識別一類物體其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠激光來讀取信息而條形碼必須靠激光來讀取信息可以同時對多個物體進行識讀，條形碼只能一個一可以同時對多個物體進行識讀，條形碼只能一個一個地讀。個地讀。2022-2-2420二、各種無線通信的

20、特點二、各種無線通信的特點1.RFID(Radio Frequency Identification) 2022-2-2421二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點1.RFID(Radio Frequency Identification) 2022-2-2422二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點1.RFID(Radio Frequency Identification) 2022-2-2423二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點1.RFID(Radio Frequency Identification) 1 13030米，無須要光源米，無須要光源實現(xiàn)每秒實現(xiàn)每秒303

21、0個對象的識別，對付最大速度為個對象的識別，對付最大速度為 1m/s1m/s的運動目標的運動目標. .數(shù)據(jù)傳輸速度數(shù)據(jù)傳輸速度26kbps.26kbps.低頻低頻RFIDRFID芯片芯片( (無源無源) )工作在工作在130 kHz130 kHz左右；高頻左右；高頻RFIDRFID工作在工作在13.56MHz13.56MHz左右。左右。2022-2-2424二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點1.RFID(Radio Frequency Identification) 任何對象的讀取、識別和跟蹤任務可以受益于的任何對象的讀取、識別和跟蹤任務可以受益于的RFIDRFID技術應技術應用，特

22、別是當每個數(shù)據(jù)都必須被寫入到芯片、被授權用戶修改以用，特別是當每個數(shù)據(jù)都必須被寫入到芯片、被授權用戶修改以及防止對可分段存儲器的非授權訪問的場合，都可以采用該技術，及防止對可分段存儲器的非授權訪問的場合，都可以采用該技術，如取代現(xiàn)行使用的條形碼如取代現(xiàn)行使用的條形碼 應用前景應用前景2022-2-2425二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點1.RFID(Radio Frequency Identification) 應用將繼續(xù)以供應物流領域為主，在這個領域用應用將繼續(xù)以供應物流領域為主，在這個領域用RFID收發(fā)器進行收發(fā)器進行包括各種各樣的可移動貨物包括各種各樣的可移動貨物/產(chǎn)品的記錄

23、和跟蹤，在產(chǎn)品的記錄和跟蹤，在RFID收發(fā)器收發(fā)器(信用卡大小的塑料信用卡大小的塑料/紙標簽，內含芯片、射頻部分和天線紙標簽，內含芯片、射頻部分和天線)上的必上的必要存儲將繼續(xù)成為主要的應用。要存儲將繼續(xù)成為主要的應用。應用前景應用前景2022-2-2426二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術英文：英文：Bluetooth代表一種短距離無線通信技術代表一種短距離無線通信技術“藍牙藍牙”（Bluetooth）一詞是一位丹麥國王的名字）一詞是一位丹麥國王的名字，在在10世紀他將當時的瑞典、芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。世紀他將當時的瑞典、芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。用用“藍牙藍牙”他的名

24、字來命名這種短距離無線通信他的名字來命名這種短距離無線通信的技術標準，含有將四分五裂的局面統(tǒng)一起來的意思的技術標準，含有將四分五裂的局面統(tǒng)一起來的意思。通過這種技術，可以將電子裝置彼此通過無線連接。通過這種技術，可以將電子裝置彼此通過無線連接起來，省去了傳統(tǒng)的電線。起來，省去了傳統(tǒng)的電線。 2022-2-2427二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 藍牙使用的技術藍牙使用的技術Frequency Hopping & TDMA 藍牙業(yè)務特征藍牙業(yè)務特征傳輸數(shù)據(jù)和語音傳輸數(shù)據(jù)和語音藍牙的應用藍牙的應用為網(wǎng)絡中的主從設備建立臨時性的對等連接為

25、網(wǎng)絡中的主從設備建立臨時性的對等連接2022-2-2428二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 藍牙的技術標準藍牙的技術標準IEEE802.15工作頻段和帶寬工作頻段和帶寬2.4GHz，1Mb/s傳輸距離傳輸距離10m通道指標通道指標1個異步數(shù)據(jù)通道個異步數(shù)據(jù)通道(最高達最高達721kb/s)3個并發(fā)的同步話音通道個并發(fā)的同步話音通道(64kb/s)1個同時傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音的通道個同時傳送異步數(shù)據(jù)和同步話音的通道2022-2-2429二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 藍牙體積小藍牙體積

26、小1cm1cm2mm美國德州儀器（美國德州儀器（TI）公司推出）公司推出了單片藍牙了單片藍牙LSI。該產(chǎn)品將藍。該產(chǎn)品將藍牙的基帶處理電路和牙的基帶處理電路和RF收發(fā)器收發(fā)器電路集成到一個電路集成到一個CMOS LSI中。中。到目前為止只有英國到目前為止只有英國CSR公司公司和美國和美國Broadcom公司在研公司在研究這種究這種LSI，TI首先實現(xiàn)了此首先實現(xiàn)了此類芯片的單片產(chǎn)品化。類芯片的單片產(chǎn)品化。2022-2-2430二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 藍牙功耗低、價格低藍牙功耗低、價格低6美元左右，批量購買4美元采用四種工作采用四種

27、工作模式，其最大模式，其最大消耗電流只有消耗電流只有25mA2022-2-2431二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 音頻藍牙發(fā)送音頻藍牙發(fā)送藍牙耳機藍牙耳機2022-2-2432二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 2022-2-2433二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點2.藍牙技術藍牙技術(Bluetooth) 藍牙適配器藍牙適配器2022-2-2434二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）“UWB”是超寬帶無線技術的縮寫。始于20世紀6

28、0年代興起的脈沖通信技術，主要用于軍用雷達、定位和通信系統(tǒng)中。UWB技術最早是利用頻譜極寬的超短脈沖進行通信。通信速度可以達到幾百Mbit/秒以上。2022-2-2435二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）UWB最初的定義源自于60年代興起的軍用脈沖通信技術，又被稱為脈沖無線電（Impulse Radio）技術。一種高靈敏的短脈沖接收設備被研制成功，進一步加速了UWB技術的研究和發(fā)展。美國國防部（DARPA）才正式啟用超寬帶（UWB）這一術語,該項技術采用上升沿和下降沿都很陡的基帶脈沖直接通信。UWB技術首次獲得了美國FCC的批準而用于民用通信，發(fā)布

29、全球第一個民用UWB設備使用頻譜規(guī)范，使UWB技術的研發(fā)驟然加速。2022-2-2436二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）2005年3月，WiMedia和Ecma提交WiMediaUWB平臺規(guī)范,FCC批準MBOA-UWB、DS-UWB的高速產(chǎn)品測試。英國和日本政府監(jiān)管部門批準UWB方案，支持UWB發(fā)展國際電信聯(lián)盟（ITU）在確定了各國頻譜分配原則后，第一次核準UWB全球性監(jiān)管標準建議ISO正式通過了WiMedia聯(lián)盟提交的MBOFDM標準，正式成為第一個UWB技術的國際標準。2022-2-2437二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點3 U

30、WB（超寬帶技術）超寬帶技術）現(xiàn)在的現(xiàn)在的UWB技術含義不同于早期的技術含義不同于早期的UWB技術含義技術含義2000年后，Intel、TI、Motorola等大公司開始研發(fā)高速UWB技術時，放棄了脈沖方法，不約而同地轉而采用傳統(tǒng)的載波調制技術，進行改造使其具有UWB技術的特點，并推出了多頻帶OFDM（MB-OFDM）和DS-CDMA兩大主要方案。OFDM（MB-OFDM）和DS-CDMA這兩種方案經(jīng)過幾年激烈的競爭，2007年3月，ISO正式通過了WiMedia聯(lián)盟提交的MB-OFDM標準，WiMedia聯(lián)盟最終在標準上勝出，正式成為UWB技術的第一個國際標準。2022-2-2438二、各種

31、無線通信的特點二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）UWB技術標準技術標準IEEE 802.15.4a傳輸速率傳輸速率1Gbit/s傳輸距離傳輸距離1020m工作頻段工作頻段3.1GHz和和10.6GHz之間之間2022-2-2439二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）2022-2-2440二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）UWB的應用的應用UWB技術的應用場景主要包括家庭、辦公室、個人消費電子產(chǎn)品UWB技術的高傳輸帶寬可以實現(xiàn)主機和顯示屏、攝像頭、會議設備、終端設備及投影儀之間的無線

32、互連。2022-2-2441二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）UWB的應用的應用 由于UWB技術已經(jīng)可以提供相當于計算機總線的傳輸速率，這樣個人終端就可以從互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)上即時下載大量的數(shù)據(jù)， 因此將大部分數(shù)據(jù)存放在網(wǎng)絡服務器的存儲空間中，而不是保存在個人終端中。攜帶具有UWB功能的小巧終端，在任何地點都可以接入當?shù)氐腢WB網(wǎng)絡.。 無線UWB接口取代現(xiàn)有USB接口的線纜連接，將成為UWB技術最有前途的應用。2022-2-2442二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）UWB的應用的應用2022-2-2443

33、二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點3 UWB（超寬帶技術）超寬帶技術）UWB的應用的應用2022-2-2444二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術Internet一個邏輯的網(wǎng)絡一個邏輯的網(wǎng)絡預加載信息的方式預加載信息的方式C/S、B/S模式模式2022-2-2445二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術問題：問題：構建一個無處不在的、檢測、控制真實世界的網(wǎng)絡？構建一個無處不在的、檢測、控制真實世界的網(wǎng)絡？Zigbee技術提供了一種解決方案技術提供了一種解決方案2022-2-2446二、各種無

34、線通信的特點二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術主要用于構建無線個域網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡主要用于構建無線個域網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡“Zig”的英文含義是“之字形”“Zag”的含義是“急轉, 急變”“Zigzag”的含義是“之字形跳變”“bee”是“蜜蜂”“Zigbee”一詞源自蜜蜂群在發(fā)現(xiàn)花粉位置時，通過 跳“Zigzag”形舞蹈來相互告知， 達到交換信息目的2022-2-2447二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術“ZigBee”被人們借來稱呼一種新興的近距離近距離、低低復雜度復雜度、低功耗低功耗、低數(shù)據(jù)速率低數(shù)據(jù)速率、低成本低

35、成本的無線網(wǎng)絡技術，它是一種介于無線標記技術和藍牙之間的技術提案。主要用于近距離無線連接。2022-2-2448二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術Zigbee技術是技術是Zigbee聯(lián)盟推出的聯(lián)盟推出的基本情況基本情況ZigbeeZigbee聯(lián)盟在聯(lián)盟在IEEE802.15.4IEEE802.15.4協(xié)議上定義了網(wǎng)絡層和應用層而形成的協(xié)議上定義了網(wǎng)絡層和應用層而形成的主要用于構建無線個域網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡主要用于構建無線個域網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡速速 率：率： 根據(jù)不同的工作頻段，有不同的速率：根據(jù)不同的工作頻段，有不同的速率：16-250k16-25

36、0k成成 本：本： 每片每片ZigbeeZigbee價格價格2 2美元美元2022-2-2449二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術特特 點點距距 離：離： 有效傳輸范圍有效傳輸范圍101075m75m功功 耗：耗： 兩節(jié)兩節(jié)5 5號電池可供終端工作號電池可供終端工作6 6個月以上個月以上速速 率：率： 250kb/s(2.4G) 40kb/s(915M) 20kb/s(868M)250kb/s(2.4G) 40kb/s(915M) 20kb/s(868M)成成 本：本： 每片每片ZigbeeZigbee價格價格2 2美元美元2022-2-245

37、0二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術InternetGPRSZigbee協(xié)調器Zigbee協(xié)調器Zigbee傳感節(jié)點傳感節(jié)點Zigbee傳感節(jié)點傳感節(jié)點2022-2-2451二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術應應 用用1. 監(jiān)控照明。Zigbee無線開關無線開關2022-2-2452二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術應應 用用3.交通燈控制Zigbee節(jié)點節(jié)點Zigbee協(xié)調器控制邏輯控制邏輯2022-2-2453二、各種無線通信的特點二、各種無

38、線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術應應 用用3. 配合傳感器和激勵器對制造、過程控制、農(nóng)田耕作、環(huán)境及其它區(qū)域進行工業(yè)監(jiān)控。GPRSPLMN2022-2-2454二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術應應 用用4. 帶負載管理功能的自動抄表(AMR)，這可使得地產(chǎn)管理公司削減成本和節(jié)省電氣能源。GPRSPLMNZigbee節(jié)點節(jié)點2022-2-2455二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點4.Zigbee無線通信技術無線通信技術應應 用用6. 對病患、設備及設施進行醫(yī)療和健康監(jiān)控。值班室值班室Zigbee節(jié)點節(jié)點2022-2

39、-2456二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點5.WiFi無線通信技術無線通信技術全稱Wireless Fidelity，又稱802.11b標準與藍牙技術一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術主要特性為：速度快，可靠性高，在開放性區(qū)域，通訊距離可達305米，在封閉性區(qū)域，通訊距離為76米到122米，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡整合2022-2-2457二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點5.WiFi無線通信技術無線通信技術組網(wǎng)方式組網(wǎng)方式設置設置WiFi無線路由器，組網(wǎng)方便無線路由器，組網(wǎng)方便傳輸速率傳輸速率IEEE802.11b:11Mb/s IEEE802.11a/g

40、:54Mb/s覆蓋范圍覆蓋范圍半徑半徑100m2022-2-2458二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點5.WiFi無線通信技術無線通信技術Internet應應 用用Internet高速無線接入高速無線接入WiFi無線路由器無線路由器在熱點區(qū)把多臺計算機互相鏈接，以及鏈接到外圍設備和互聯(lián)網(wǎng)無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLAN2022-2-2459二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點5.WiFi無線通信技術無線通信技術應應 用用3G無線線接入技術的補充無線線接入技術的補充無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLANPLMNWiFi無線無線3G接入接入2022-2-2460二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點5.WiFi無線通信技術無線通信技術應應 用用無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLANInternetWiFi無線路由器無線路由器IPTV空調空調打印機打印機2022-2-2461二、各種無線通信的特點二、各種無線通信的特點6. WiMAX無線通信技術無線通信技術全稱World Interoperability for Microwave Access，即