Zigbee协议介绍和应用场景

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@小白创作中心

Zigbee协议介绍和应用场景

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CSDN

https://m.blog.csdn.net/weixin_46281518/article/details/145601044

Zigbee协议是一种低功耗、低数据传输速率的无线通信协议，广泛应用于物联网领域的各种场景。本文将详细介绍Zigbee协议的产生背景、技术特点、网络拓扑模型以及具体应用场景，帮助读者全面了解这一重要的物联网通信技术。

1. ZigBee产生的背景

某些领域对数据吞吐量的要求很低，功率消耗也比现有标准提供的功率消耗低。因此设计一个维持最小流量的通信链路和低复杂度的无线收发信机；要考虑的核心问题是低功耗和低价格的设计。这就要求该标准应提供低带宽低数据传输速率的应用。

2. ZigBee和IEEE 802.15.4的关系

IEEE 802.15.4标准的优点：

A:低功耗
B:低价格
C:低数据传输率

IEEE 802.15.4标准制定小组的任务：

A：物理层 (DSSS)：数据的调制发送和接收解调，介质选择，信道选择。
B：MAC层 (CSMA/CA)：产生网络信标，支持设备的安全性等。

ZigBee 是建立在IEEE802.15.4标准之上，由于IEEE 802.15.4标准只定义了物理层协议和MAC层协议，于是成立了zigbee联盟， ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化，还开发了安全层。经过ZigBee联盟对IEEE 802.15.4的改进，这才真正形成了ZigBee协议栈(Zstack)。

3. ZigBee 的特点

数据传输速率低：10KB/秒~250KB /秒，专注于低传输应用
功耗低：在低功耗待机模式下，两节普通5 号电池可使用6~24 个月

IEEE 802.15.4（ZigBee）工作在ISM频带，定义了两个频段，2.4GHz频段和896/915MHz频带。在IEEE 802.15.4中共规定了27个信道：

在2.4GHz频段，共有16个信道，信道通信速率为250kbps；
在915MHz频段，共有10个信道，信道通信速率为40kbps；
在896MHz频段，有1个信道，信道通信速率为20kbps。

4. ZigBee 的网络拓扑模型

ZigBee 网络拓扑结构主要有星形网络和网型网络。不同的网络拓扑对应于不同的应用领域，在ZigBee 无线网络中，不同的网络拓扑结构对网络节点的配置也不同，网络节点的类型：协调器、路由器和终端节点，具体配置根据需要决定，具体内容会在后面章节中进行讲解，在此，读者只需要对网络拓扑结构有个概念性的认识即可。

MESH 网状网络拓扑结构的网络具有强大的功能，网络可以通过多级跳的方式来通信；该拓扑结构还可以组成极为复杂的网络；网络还具备自组织、自愈功能。