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ZigBee技术是一种高可靠、功耗低、低速率、近距离、高安全性的双向无线通讯技术。主要用于传输距离较近、低功耗、低传输速率的电子设备之间进行数据传输。由它构成的无线网络采用的工作频段有三种分别是868MH、915MHz、2.4GHz。
表2-1 ZigBee与蓝牙参数比较表
对比项 类型
蓝牙
ZigBee
应用场合 小型网络内传大量数据 大型网络内传送小型数据包
联网时间 连接网络时间 >3s 30ms
跳出睡眠 3s 15ms
参数 编码调制技术 调频 直接序列扩频
软件内存 250kb 28kb
电池 充电电池 普通电池
网络规模 8 26500
传输速度 1Mbps 250Kbps
工作距离 2-10米 10-1000米
由以上比较可知蓝牙技术内存大，采用充电电池，但节点有限。而ZigBee技术联网时间短，采用直接序列扩频调制技术，网络节点数量多，传输距离更加长，组网灵活。同时它一般以2.4GHz作为它的工作频段，它是空闲频段能够直接使用，适合本设计课题。
ZigBee协议栈（Z-Stack）是有美国TI公司开发的，它由多个层共同组合构成。每一层与上一层的连接都有其特定方法，将其称之为协议，这些协议共同构成了协议栈。它是协议的具体实现形式，用于开发人员的程序调用以实现网络的组建，数据的无线收发。使用方便，开发人员只需调用知道其功能即可，无需具体了解每条程序代码的含义[6]。
IEEE802.15.4标准定义了媒体访问控制层（MAC）和物理层（PHY）；然而这两层不能完全实现各设备的对话。为解决此问题，许多设备厂商一起定义了ZigBee联盟协议。增加了安全服务规范、网络层（NWK）和应用层（APL）。它以OSI标准为基础，在相应范围定义了特定层来完成所需任务。其体系结构图如图2-2所示。
ZigBee协议栈结构图
本设计课题选用目前较流行的ZigBeePRO规范。它的设计紧凑简单，同时它对硬件要求低只需8位低功耗处理器即可实现，对于CC2530芯片而言很适用。
2.3系统的网络拓扑结构方案论证来!自~751论-文|网www.751com.cn
ZigBee网络的拓扑结构主要有三种形式，分别为星型、簇树状型、混合型，它们各自有不同特点，适用场合也不同。
方案一：星型拓扑结构，在星型网络中核心部分是协调器节点又称汇聚节点，整个网络中的所有节点都是直接和协调器节点进行通信的，终端节点要想完成通信需协调器节点作为中转站来完成这个操作。它的特点是节点的移动、扩展方便，容易进行管理维护，由于中心节点与各各分节点之间都有连接，使得便于从中心节点对任意分节点进行测试，方便故障诊断。适用于小范围区域监测