文 献 综 述

一．背景

随着社会的发展，人们对通信技术的要求日益提高，无线通信技术在其中扮演着越来越重要的角色。无线网络技术增加了灵活性,并降低了集成专利无线通信的风险。在工控场合的应用条件下,短距离的无线传输尤其受到瞩目[1]。无线网络技术按照传输范围来划分，可以分为无线广域网(WWAN)，无线城域网(WMAN)，无线局域网(WLAN)和无线个人域网(WPAN)。其中的无线个人域网就是所谓的短距离无线网络，各种短距离无线传输技术层出不穷：蓝牙(Bluetooth)、ZigBee、WiFi，无线USB，UWB等[2]。

人们享受蜂窝移动通信系统带来的便利的同时，对短距离的无线与移动通信又提出了新的需求，使得短距离无线通信异军突起，其中低速率、低功耗、低成本的ZigBee技术作为无线传感器网络的主要支撑技术获得广泛的关注[3]。ZigBee作为一种新兴的短距离无线通信技术，正有力地推动着低速率无线个人区域网络LR．WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network)的发展，可以广泛应用于工业控制、家庭自动化、医疗护理、智能农业、消费类电子和远程控制等领域，将拥有广阔的应用前景。预计随着Zigbee技术以及相关技术的发展，低速率应用将日益广泛，在我们的生活中扮演越来越重要的角色[4]。

ZigBee的提出弥补了短距离无线通信技术应用研究的空白，现在该技术已经成为研究的新热点，在不久的未来，基于ZigBee技术的产品将会形成一个新的浪潮，势不可挡地席卷全球，而它的发展前景将同计算机、互联网一样融入人们生活的每一个角落，给人们的生活带来方便和快捷[5]。研究Zigbee无线组网技术和RS485通讯分站，可为下一步应用打下良好理论基础，方便进行软件系统设计。

二． Zigbee简介

Zigbee技术是一种近距离、低成本、低功耗、低数据速率的无线通信技术，Zigbee的目标是建立一个无所不在的传感器网络(Ubiquitous Sensor Network)，主要适用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入到各种设备中，同时支持地理定位功能。　　

Zigbee由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里。ZigBee 是一组基于IEEE 批准通过的802. 15. 4 无线标准研制开发的, 有关组网、安全和应用软件方面的技术标准。IEEE 仅处理低级MAC 层和物理层协议, ZigBee联盟对其网络层协议和API 进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4 kB 或作为Hub 或路由器的协调器的32 kB。每个协调器可连接多达255 个节点, 而几个协调器则可形成一个网络, 对路由传输的数目则没有限制。ZigBee 联盟还开发了安全层, 以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识, 而且这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得。完整的Zigbee 协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。网络层以上协议由ZigBee 联盟制定, IEEE 802. 15. 4 负责物理层和链路层标准。图1 所示为Zigbee 协议栈的构架。[6]

　　Zigbee 网络节点（FFD）可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料，还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点（RFD）无线连接。每个Zigbee网络节点（FFD和RFD）可以可支持多到31个的传感器和受控设备，每一个传感器和受控设备终可以有8种不同的接口方式。可以采集和传输数字量和模拟量。

(1) Zigbee特点