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基于ZigBee协议的无线传感网路及应用
作者：居万春
来源：《无线互联科技》2013年第10期
摘 要：随着网络技术的逐步成熟，无线传感器时代的到来，从而也致使了无线传感网络技术成为了近几年的一个技术热点。在网络设备中嵌入一个标准化的网络协议，可以提高网络之间的互联，提高网络之间的流通强化资源共享的效率。本文基于无线传感网络的特点，重点分析了ZigBee协议的结构特点，以及ZigBee协议的无线传感协议的前景应用方式。 关键词：ZigBee协议；无线传感器；网络协议
作为互联在形式上面的扩展，其主要发展的主要技术分别是：传感器、嵌入式自动化只能技术、RFID以及纳米技术。而作为物联网当中一项关键性的技术——无线传感器网络，对其的研究已经逐步成为了目前计算机领域当中的一个热点，它不仅在生产生活，还是在医学军事方面的应用都相当的广阔。但是随着计算机技术的快速发展，目前各种无线传感器网络都是如雨后春笋板出现，这样一来就不利于各个网络之间的网节点互联以及网络之间的管理。 ZigBee协议的出现标准的规范了网络直接的节点互联以及网络之间的管理，有效的解决了网络拓展之间存在的问题。 1 无线传感器网络的简介
无线传感器网络（Wireless Sensor Network， WSN）是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域或者是区内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络的所有者。它综合了网络技术的方方面面，并通过了无线网的传感实现了无处不在的运算理念。图1为无线传感网络的结构示意图。
由于传感器一般情况下都是嵌入到各个电子设备当中，外加监测区域环境往往比较复杂，传感器的网络节点非常多，导致了网络的维护十分麻烦甚至就是不能进行维护。因此，导对于无线传感器的设计要做到网络容量要大，传感器体积小，消耗低等特点，以实现自组网络的动态性，并且还要加强无线传感器的网络安全，在无线信道上分布式的控制传感器所受到的攻击。
2 Zigbee协议概述
Zigbee协议是在无线网基础上延伸出来的一种网络安全协议，Zigbee是一种新兴的无线网络技术，其具有复杂程度低、距离近、功耗低、成本低、低数据速率等特点。其不仅可以适用于各种自动控制以及远程控制当中，还可以嵌入到不同的设备中去，强大了网络的应用。Zigbee的发射速率是10～250KB/s，延时时间在15～30ms之间，通讯的有效范围是10～
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75m，工作频率是2.4GHz、868MHz（欧洲）及915MHz（美国），单个的Zigbee可支持255个网络节点插入。 2.1 Zigbee协议栈简介
一个完整的Zigbee协议是从下而上依次由物理层、数据链路层、网络层、应用汇聚层和应用层五个层面组成。其中应用层是面对各种不用应用型业务的最高层用户；应用汇聚层主要的工作是将不用的应用需求反馈到Zigbee网络层上；网络层主要是功能层针对一些网络问题进行MAC、拓扑、安全等等管理；数据链路层又分为LLC和MAC，对输送过来的数据进行一个逻辑的分析建立，以保证数据管理的正常运行。 2.2 Zigbee的网络拓扑结构
Zigbee技术目前支持3中通讯技术的网络拓扑，其中包括星形（Star）、网状（Mesh）和树状（Cluster Tree）。Star网络技术是一种被常用于长期操作当中的网络；Mesh网络则是一种高检测性的网络，其可以通过无线网实现多个数据通道互联的效果，减少故障的发生，提高数据通道的安全性能；Cluster Tree网络是结合了Star网络与Mesh网络两者的优点，所拓扑出来的一种网络模式。 3 Zigbee技术的应用
Zigbee技术的发展应该根据当前网络技术当中所存在问题而进行推广，以弥补其他无线网技术的短距离、传送数据少、传送速率低等缺点，做到低成本、大容量、功耗低、智能化强的特点，以完善传感器领域的空白作用。
Zigbee技术的开发是一项工作较为复杂的技术工程，其涉及到的技术不仅有网络领域当中的传输、射频等技术，还涉及到了底层软件硬件控制等技术。在对Zigbee技术进行无线传感器网络开发时，主要也就考虑到网络的节点以及相适应的功能型软件。目前，在科研人员的努力之下在硬件上已经将Zigbee技术应用到了射频芯片等，这些高科技含量的硬件设施降低了开发者的设计要求，只需要在其中加入一些元件就可以实现应节点的应用，在加上Zigbee相关软件的开发利用，加速了Zigbee系统的设计，已经进一步的简化了用户命令接口，普通的用户只要使用一些简单的命令，就可以实现Zigbee的网络控制。
Zigbee是一项新的无线网络通讯技术，其相应的标准还待于完善，也正是如此Zigbee技术在现实生活中的应用也受到了一定的阻碍。但是不管如何在标准化来临之前，这是一个技术发展的趋势，象征着网线网络时代的真正到来，只有逐步完善无线网络的标准，才可以实现网络无处不在的理想。目前随着Zigbee组织的联盟，更加加速了IT技术的发展，Zigbee技术也会将变得越来越可靠灵活。 [参考文献]
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[1]基于Zigbee协议无线传感网络的应用[A].软件导刊.2010，（3）：106—108.
[2]潘伟.基于Zigbee技术的无线传感网络研究[A].计算机技术与发展.2011，（9）：244—246.