2.4G无线技术--Zigbee浅谈导读:Zigbee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。它此前被称作“HomeRFLite”或“FireFly”无线技术，主要用于近距离无线连接。o关键字o2.4G无线技术Zigbeezigbee概述“ZigBee”是什么？从字面上猜像是一种蜜蜂。因为“ZigBee”这个词由“Zig”和“Bee”两部分组成，“Zig”取自英文单词“zigzag”，意思是走“之”字形，“bee”英文是蜜蜂的意思，所以“ZigBee”就是跳着“之”字形舞的蜜蜂。不过，ZigBee并非是一种蜜蜂，事实上，它与蓝牙类似是一种新兴的短距离无线通信技术，国内也有人翻译成“紫蜂”。这只蜜蜂的来头还是要从它的历史开始说起，早在上世纪末，就已经有人在考虑发展一种新的通信技术，用于传感控制应用（sensorandcontrol），这个想法后来在IEEE802.15工作组当中提出来，于是就成立了TG4工作组，并且制定了规范IEEE802.15.4。但是IEEE802的规范只专注于底层，要达到产品的互操作和兼容，还需要定义高层的规范，于是2002年ZigBeeAlliance成立，正式有了“ZigBee”这个名词。两年之后，ZigBee的第一个规范ZigBeeV1.0诞生，但这个规范推出的比较仓促，存在一些错误，并不实用。此后ZigBeeAlliance又经过两年的努力，推出了新的规范ZigBee2006，这是一个比较完善的规范。据联盟最新的消息，今年年底将会发布更新版本的规范ZigBee2007，这个版本增加了一些新的特性。Zigbee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。它此前被称作“HomeRFLite”或“FireFly”无线技术，主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很低的功耗，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，因此它们的通信效率非常高。最后，这些数据就可以进入计算机用于分析或者被另外一种无线技术如WiMax收集。从ZigBee的发展历史可以看到，它和IEEE802.15.4有着密切的关系，事实上ZigBee的底层技术就是基于IEEE802.15.4的，因此有一种说法认为ZigBee和IEEE802.15.4是同一个东西，或者说“ZigBee”只是IEEE802.15.4的名字而已，其实这是一种误解。实际上ZigBee和IEEE802.15.4的关系，有点类似于WiMAX和IEEE802.16，Wi-Fi和IEEE802.11，Bluetooth和IEEE802.15.1。“ZigBee”可以看作是一个商标，也可以看作是一种技术，当把它看作一种技术的时候，它表示一种高层的技术，而物理层和MAC层直接引用IEEE802.15.4。事物是不断的发展变化的，尤其是通信技术，可以想象将来的ZigBee可能不会使用IEEE802.15.4定义的底层，就跟蓝牙（Bluetooth）宣布下一代底层采用UWB技术一样，但是“ZigBee”这个商标以及高层的技术还会继续保留。ZigBee协议栈速读我们无法预料将来ZigBee会基于怎样的底层技术，只好从它现在的底层——IEEE802.15.4开始了解，IEEE802.15.4包括物理层和MAC层两部分。ZigBee工作在三种频带上，分别是用于欧洲的868MHz频带，用于美国的915MHz频带，以及全球通用的2.4GHz频带，但这三个频带的物理层并不相同，它们各自的信道带宽分别是0.6MHz，2MHz和5MHz，分别有1个，10个和16个信道。不同频带的扩频和调制方式也有所区别，虽然都使用了直接序列扩频（DSSS）的方式，但从比特到码片的变换方式有比较大的差别;调制方面都使用了调相技术，但868MHz和915MHz频段采用的是BPSK，而2.4GHz频段采用的是OQPSK。我们可以以2.4GHz频段为例看看发射机基带部分的框图（如图1），可以看到物理层部分非常简单，而IEEE802.15.4芯片的低价格正是得益于底层的简单性。可能我们会担心它的性能，但我们可以再看看它和Bluetooth/IEEE802.15.1以及WiFi/IEEE802.11的性能比较（如图2），在同样比特信噪比的情况下，IEEE802.15.4要优于其他两者。直接序列扩频技术具有一定的抗干扰效果，同时在其他条件相同情况下传输距离要大于跳频技术。在发射功率为0dBm的情况下，Bluetooth通常能有10m作用范围，而基于IEEE802.15.4的ZigBee在室内通常能达到30~50m作用距离，在室外如果障碍物...
