基于ZigBee的无线通信技术及其应用的探讨

摘　要：

摘　要：ZigBee作为信息时代里的无线通信技术，主要应用于短距离的低速率无线通信上。ZigBee具有工作频段灵活、成本低、网络容量大等优点，受到广大用户的欢迎。本文还探讨了ZigBee无线通信技术在短距离无限通讯系统和无线传感器网络的应用情况。随着研究的不断深入，，ZigBee必将在无线通信领域发挥出更大作用。

关键词：

关键词：ZigBee　无线通信技术　应用研究
 

      在当前的信息时代，信息技术和网络技术飞速发展，广泛地渗透到了人们的生产生活当中，起着越来越重要的作用。与此同时，对网络通信技术的各种要求也在不断增长中，以往的数字化设备在应用上有比较大的局限性，它必须通过线路连接才能工作，因此便利性不高，给人们的通信带来了较大的不便。因此，无线通信技术在这样的背景和要求下应运而生， 大大提高通讯的便利性。实际上近年来，世界范围内的不少公司和组织就纷纷开对不同领域里的无线连接技术开展深入的研究，取得了不少的成果，也开发出了不少的技术标准，这些标准实用性都很强，其中部分已经广泛地运用到了生产生活的多个领域，如红外、Wi- Fi和蓝牙等，人们的生活已经离不开它们了。ZigBee作为目前比较新的无线通信技术，具有易用性强、功耗低、价格低廉等许多优势，在无线个人区域网络里有着极为巨大的应用潜力[1]。

1　ZigBee技术及特点

1.1　ZigBee技术

　　ZigBee是当前世界范围内应用极为广泛的无线通信技术规范，它拥有电联分配的2.4GHz（全球流行）、915MHz（美国）及868MHz（欧洲）这三个工作频段，这三个频段各有其数据传输速率，分别为250 kbit/s、40 kbit/s、20 kbit/s。这三种不同的传输速率各有其适合的应用领域。

　　ZigBee的传输距离在10到300m之间，结合具体的频段而言，在2.4GHz 的频段上，其传输距离最短，仅有10m左右；在915MHz这一频段上，其传输距离长一些，在30~75m之间；而在868MHz这一频段上的传输距离最长，最远甚至可达300m。但是，上面所列的都是理论值，在实际传输过程中还受到发射功率的大小等多种因素的影响。

1.2　ZigBee技术的特点

　　工作频段灵活：所使用的三个频段都是免授权频段。

　　功耗低：ZigBee发射功率很低，仅为1mW，而且还可以根据需要采用休眠模式，只需要两节5号电池就可以支撑它工作长达1～2 年。

　　成本低：ZigBee模块的初始成本并不高，只有5美元左右，未来其成本还会有大幅度的下降。

　　体积小：模块体积小，集成到设备上很容易[2]。

2　ZigBee技术的应用

2.1　短距离无线通信系统

     ZigBee技术能够有效地支持短距离的无线通信，利用ZigBee技术，还可以使设备之间实现无线组网。一般来说，ZigBee系统包括了发射器及无线接收器。发射器的主要作用在于发射相关的数据，然后经由接收器天线接收后进行相应的处理，最后就能够得到准确，并已经过校验的数据了。

2.2　无线传感器网络

    ZigBee技术在设计的时候非常关注功耗问题，对于同步技术也做了很多的研究，并大大提高了安全性。IEEE 802.15.4协议的出现为ZigBee 规定了最高传输速率达到250kbit/s的低复杂度。

　　ZigBee网络根据实际需要可以组织成星状网、集群树状网和网状网这三种结构(见图1)。而如果根据通信能力进行划分的话，则可以分为ZigBee协调器( ZC)、ZigBee 路由器(ZR) 和 ZigBee 终端设备( ZED) 这三类。网络结构为主从结构，就意味着一个ZigBee 网络只需一个ZC，它具有许多重要的作用，不仅可以直接参与应用，还可以有效开展成员身份的管理工作[3]。ZR同样具备了多种功能，不仅可以发起通信，还可以用来有效拓展网络的范围。

     ZED的主要作用在于进行简单的控制应用，很少用于数据的传输，同时它所占用的传输和通信资源很少，借助这一优点，ZED可以采用成本非常低的实现方案。

3　结语

　　ZigBee技术不仅结构相对简单，而且其成本也相当低，利用这一技术，人们即使在低电能和低码速的条件下可以有效实现无线连接。从根本上来说，ZigBee成功的关键是因为它拥有丰富且便捷的应用，而非其技术本身。随着人们对它重视程度的不断提高，相关的研发也在持续进行，该技术将会不断完善和进步。相信将会有更多、更丰富的ZigBee设备进入到人们的生活，为人们的生活带来更多益处。