zigbee学习之路:zigbee介绍

Posted 2020-06-13

一.前言

      大家好，我是一名在校的大学生，最近对zigbee非常感兴趣，于是自己从网上买了一款秉火cc2530的zigbee开发板，想通过这个平台来和大家分享自己学习和研究的经历，下面就来简单的介绍下zigbee

二.zigbee定义

     ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。

三.zigbee特点

    下面是zigbee特点的详细介绍
       (1)低功耗：两节五号电池支持长达6 个月到2 年左右的使用时间。
       (2)低成本：由于简化了协议栈，降低内核的性能要求，以CC2530 为例，内核就是一个增强型的8051 内核，从而降低了芯片成本。每块CC2530 大约15 块RMB。
       (3)低速率：Zigbee 可以提供三种原始数据吞吐率，分别为：250kbps(2.4GHz)、40kbps(915MHz)、20kbps(868MHz)。
       (4)近距离：“近”是相对的，与蓝牙相比，Zigbee 属于低速率远距离数据传输。
       (5)可靠：采用碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个Zigbee 网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。
       (6)短时延：针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。
       (7)网络容量大：Zigbee 可采用星状、网状和网状网络结构，如图1.1.2 所示，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254 个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000 个节点的大网。
       (8)安全：Zigbee 提供数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的AES-128。
       (9)高保密性：64 位出厂编号和支持AES-128 加密。

 四.zigbee应用

   基于Zigbee技术的传感器网络应用非常广泛，可以帮助人们更好地实现生活梦想。Zigbee技术应用在数字家庭中，可使人们随时了解家里的电子设备状态，并可用于对家中病人的监控，观察病人状态是否正常以便作出反应。Zigbee传感器网络用于楼宇自动化可降低运营成本。如：酒店里遍布空调供暖(HVAC)设备，如果在每台空调设备上都加上一个ZigBee节点，就能对这些空调系统进行实时控制，节约能源消耗。此外，通过在手机上集成Zigbee芯片，可将手机作为Zigbee传感器网络的网关，实现对智能家庭的自动化控制、进行移动商务（利用手机购物）等诸多功能。据BobHeile介绍，目前意大利TIM移动公司已经推出了基于Zigbee技术的Z-sim卡，用于移动电话与电视机顶盒、计算机、家用电器之间的通信及停车场收费等。

                                                                                                           zigbee应用领域

 

 五.开发环境配置

      IAR的安装

        首先，我建议大家下载破解版的，这样不用去自己去破解，即使不是破解版的，网上也有很多破解教程，然后下一步就行了，下面是安装界面:

         

            CH340 (USB 转串口)驱动的安装 

            为什么要按这个东西呢，因为单片机和电脑连接的是通过我们的usb相连的，而单片机是只有串口的，所以需要通过这个驱动，使电脑和单片机进行连接和通信。

      安装完以后，当你通过单片机和电脑连接的时候，如果单片机有串口转usb的这个模块的话，就可以进行连接。

 

   六.结语

      通过本次的介绍，大家一定对zigbee有了一些了解，我会通过讲解一些基于cc2530的小实验，熟悉cc2530的基本操作，为zigbee的学习打下基础，我建议大家如果要深入学习zigbee协议的话，就好买一块zigbee的开发板，后期可以自己跟着老师去设计和实现一款基于zigbee的应用，比如智能家居，火灾报警等，使zigbee成为我们的一种技能和知识。