无线通信网络图标(ZigBee无线通信网络技术综述)

关键词：无线传感器网络802.15.4标准紫蜂网络

1.介绍

无线传感器网络(WSN)是一项涉及传感器技术、计算机技术、网络和无线通信技术、自动控制技术等多学科的综合技术。ZigBee技术是一种新的无线网络技术，具有距离短、功耗低、数据速率低、成本低等优点。目前，紫蜂网络越来越受到重视和应用。

2.ZigBee网络及其特点

2.1紫蜂协议栈的组成

紫蜂网络的协议栈结构由几层组成。一个完整的紫蜂协议栈从上到下由应用层、应用汇聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。结构示意图见如图1:

图1紫蜂协议栈示意图

应用层的标准规范由ZigBee联盟制定，ZigBee应用层定义了各种类型的应用服务，是协议栈的顶级用户。应用汇聚层负责将不同的应用映射到紫蜂网络层。紫蜂联盟建立的网络层的主要功能包括设备与网络连接和断开时采用的机制，以及拓扑管理、媒体访问控制管理、路由管理和安全管理。紫蜂数据链路层可分为逻辑链路控制子层和媒体访问控制子层。

2.2紫蜂网络拓扑

ZigBee协议中明确定义了三种拓扑结构：星型结构、混合型结构和网状结构，如如图2所示。

图2紫蜂网络的拓扑结构

星型拓扑结构简单，成本低，但网络覆盖范围有限，可靠性不够。一旦中心节点出现故障，所有连接的网络节点的通信都将被中断。网状拓扑具有可靠性高、覆盖范围广的优点，但其电池寿命短、路由管理复杂。

2.3紫蜂网络的特点

ZigBee网络是由多达65，000个无线数据传输模块组成的无线数据传输网络平台。每个紫蜂数据传输模块类似于移动网络的基站，它们可以在整个网络中相互通信。此外，整个紫蜂网络还可以与其他现有网络连接。例如，你可以通过互联网在离家很远的地方监控一个紫蜂控制网络。

目前，市场上常见的无线通信技术包括蓝牙、无线网络等。从表1中可以看出它们之间的性能比较。ZigBee网络具有省电、可靠、低成本、延时短、网络容量大的特点。

表1紫蜂与其他无线方案的比较

3.紫蜂网络的应用

ZigBee主要用于数据传输的自动控制，特别适用于数据吞吐量低、网络建设投资少、网络安全性要求高、电池更换或充电不便的地方。因此，紫蜂在环境监测电子设备、农业自动化和医疗设备控制领域将有广阔的应用前景。

[4]在现场环境指标的测定中，利用紫蜂将分散在调查区域的所有探测器与中央处理器连接起来，并将采集到的数据传输到中央处理器进行处理。文献[6]和[7]都提出将紫蜂技术应用于医院智能监控系统中，实现系统网络化。在医院现有的建筑环境中，尽可能在不改变建筑结构的情况下组织网络。低成本的紫蜂适用于医院布局复杂、障碍多、供电限制严格的特点。[5]提到通过各种传感器收集土壤酸碱度和降雨量等各种信息，以帮助农民及时发现问题，促进农业逐步转向以信息和软件为中心的生产模式。

4.结束语

新兴的短距离无线通信技术——ZigBee具有低成本、低功耗和低速度的特点。它将继续沿着低能耗、低成本、不污染环境的方向发展