分析ZigBee技术的无线网络设计及应用

ZigBee协议一个全球化的开放性标准，以实现测、控功能的众多应用提供低功耗的无线连接。ZigBee以灵活的、可扩充的网络拓扑、便于安装的综合设置和智能路由技术、高防故障能力，增强了IEEE802.15.4功能。ZigBee还具有严格的安全措施，可以和其它无线技术，如蓝牙和WiFi等在同一个工作环境中和平共处。

　　通信的安全性与可靠性

　　ZigBee的无线传输距离与工作环境密切相关。标准无线控制模块在0dBm输出功率时，室外工作距离可达450米，但在室内，由于墙体和其它物体的吸收、反射、衍射、驻波等效应，距离大大缩短;输出功率大于15dBm功率模块的工作距离约可增加10倍。此外，的网形，簇树形拓扑结构还能进一步增加工作距离。由于通信会受到无线干扰和较差的发送/接收条件的破坏，ZigBee使用多项技术来确保通信的可靠性。首先，ZigBee网络在无线传输时采用编码机制。在2.4GHz频带采用的是正交移相键控（QPSK）调制技术，同时将4位数据符号变换为32位片序列。样，既使在同一信道内，在同一时间有其它无线信号，ZigBee消息也能完整地到达目的地。其次，它的传输采用带冲突避免的载波侦听、多点接入方案。简单地说，节点在发送前首先要侦听信道，看它是否是畅通的。要是信道正工作着，节点延时后再次侦听，这样反复进行直到信道畅道为止才开始发送消息。其次，消息到达目的地后，接收设备要送一个确认信号来表示消息已经收到。如果发送设备没有收到确认信号，它将在一定时间间隔内再次发送原有的消息。

　　ZigBee内设“安全工具箱”来提供高安全性，主要措施有：

　　·接入控制表：只有预定义的“友好”节点才能加入网络;

　　·128位AES基加密技术：一种高安全的密钥基加密系统，某些无线微控制器还备有硬件保密功能。

　　·消息更新定时器：拒绝超时消息，防止外侵消息攻击网络。