分析ZigBee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )設計及應用

ZigBee協(xié)議一個(gè)全球化的開(kāi)放性標準，以實(shí)現測、控功能的眾多應用提供低功耗的無(wú)線(xiàn)連接。ZigBee以靈活的、可擴充的網(wǎng)絡(luò )拓撲、便于安裝的綜合設置和智能路由技術(shù)、高防故障能力，增強了IEEE802.15.4功能。ZigBee還具有嚴格的安全措施，可以和其它無(wú)線(xiàn)技術(shù)，如藍牙和WiFi等在同一個(gè)工作環(huán)境中和平共處。

通信的安全性與可靠性

ZigBee的無(wú)線(xiàn)傳輸距離與工作環(huán)境密切相關(guān)。標準無(wú)線(xiàn)控制模塊在0dBm輸出功率時(shí)，室外工作距離可達450米，但在室內，由于墻體和其它物體的吸收、反射、衍射、駐波等效應，距離大大縮短;輸出功率大于15dBm功率模塊的工作距離約可增加10倍。此外，的網(wǎng)形，簇樹(shù)形拓撲結構還能進(jìn)一步增加工作距離。

由于通信會(huì )受到無(wú)線(xiàn)干擾和較差的發(fā)送/接收條件的破壞，ZigBee使用多項技術(shù)來(lái)確保通信的可靠性。首先，ZigBee網(wǎng)絡(luò )在無(wú)線(xiàn)傳輸時(shí)采用編碼機制。在2.4GHz頻帶采用的是正交移相鍵控(QPSK)調制技術(shù)，同時(shí)將4位數據符號變換為32位片序列。樣，既使在同一信道內，在同一時(shí)間有其它無(wú)線(xiàn)信號，ZigBee消息也能完整地到達目的地。

其次，它的傳輸采用帶沖突避免的載波偵聽(tīng)、多點(diǎn)接入方案。簡(jiǎn)單地說(shuō)，節點(diǎn)在發(fā)送前首先要偵聽(tīng)信道，看它是否是暢通的。要是信道正工作著(zhù)，節點(diǎn)延時(shí)后再次偵聽(tīng)，這樣反復進(jìn)行直到信道暢道為止才開(kāi)始發(fā)送消息。其次，消息到達目的地后，接收設備要送一個(gè)確認信號來(lái)表示消息已經(jīng)收到。如果發(fā)送設備沒(méi)有收到確認信號，它將在一定時(shí)間間隔內再次發(fā)送原有的消息。

ZigBee內設安全工具箱來(lái)提供高安全性，主要措施有：

·接入控制表：只有預定義的友好節點(diǎn)才能加入網(wǎng)絡(luò );

·128位AES基加密技術(shù)：一種高安全的密鑰基加密系統，某些無(wú)線(xiàn)微控制器還備有硬件保密功能。

·消息更新定時(shí)器：拒絕超時(shí)消息，防止外侵消息攻擊網(wǎng)絡(luò )。