ZigBee无线通信技术及其应用研究

张琦

摘 要：ZigBee技术是一种短距离、低功率的无线通信技术，主要适合应用于自动控制和远程控制领域，能够通过嵌入各种设备来发挥无线通讯作用。本文主要描述了无线通讯技术协议的标准和基本特点，并且对于无线通信技术的各项技术支持做出了详细的描述。通过阐述无线通讯技术的相关应用领域，统一探讨了无线通讯技术在应用设计当中存在的共性问题，结合一些应用实例，以及一些硬件和软件专业设置的过程，对这些共性问题，提出了一些解决方法。

关键词：无线通信；技术；协议；应用

引言：

伴随着现代科学技术的不断进步，以及網络和通信技术的普及，人们对于无线通信技术的需求量越来越高，因此，本文所提及的这种具有短程连接、低功率运行而且成本廉价的无线通信技术，成为了当下人们关注的重点。ZigBee名字的主要来源于一个生物，就是蜜蜂这种生物，蜜蜂属于群居性生物，主要依靠蜂群来得以繁衍和生存，并且能够通过特殊的语言ZigZag来及时地分享所发现的食物来源地。非常符合无线通讯技术对于人们发挥的作用，这种低速率、低功率就可以运行的无线通讯技术，更加贴近于现代化的生活需求，可以满足各个领域的应用需要。

一、无线通讯技术的原理和特点

（一）无线通讯技术应用的基本原理

无线通讯技术是一种在低功率且低数据速率的条件下就能够运行的，近距离、结构简单、成本廉价的双向无线通信技术或称为无线网络技术。该技术主要适合应用于承担较小的数据流量的业务，可以镶嵌入任何的设备当中，同时还能够发挥实时的地理定位功能。能够同无线通讯技术进行兼容的设备，都具有网络中的拓扑结构，这一拓扑结构能够将每一个单个的阶段得以很大程度上的延伸，扩大节点的传输范围，能够满足目标市场的瞄准工业，家庭以及一些医学领域的需求。

1.物理层

物理层在设计阶段，就比较偏向低成本和高层次的集成需求。物理层在进行工作时，工作频率一般需要符合标准，特定标准的工作频率一般分为三种，每一个工作频段可以应用三个通讯通道，三个通讯通道传输速率各不相同，但具有一定的传输范围限制。一般情况下，为了避免传输通道受到影响，通常对每个频段应用直接序列扩频技术，将分散的信号聚集在一起，其他化零为整的作用。同时采取特殊的编码方式，对信号进行传输，避免其他信号或因素的干扰。对于大多数的低端设备来说，应用直接序列扩频技术，很大程度上会使得模拟的电路变得简单化，是通讯通道具有更高的容错性质。

2.媒体存储控制层

针对于媒体存取控制这一方面，通常应用标准的无线局域网，对于提高系统的兼容性有帮助。应用媒体存储控制层的设计，能够使得复杂的各种拓扑结构网络，变得简单化，同时能够有效地提高对于网络功率的管理效率。由国际无线通用联盟做设计的通讯标准，对网络层协议和应用编程接口进行了集中的标准化，并且定义了网络层、安全层等各种应用产品的资料。

（二）无线通讯技术的技术特点和传输数据的特殊类型

根据无线通讯技术应用的实际情况，并且综合无线通讯技术的技术本质，能够得出该项技术的技术特点，即功率低、用时长短、操作简单；很强的可靠性、高强度的扩充能力以及在装置安装和维护过程当中的低成本；通讯技术协议程序简单，且在国际上都是通用的。

无线通讯技术自始至终都是以实现低价格的产业应用为目标，无论扩展能源监控、机电控制、照明系统控制、家庭安全，以及无线射频遥控等各种领域。无线通讯技术往往在传递少量数据信息时，才能发挥很大的作用。无线通讯技术进行数据传输的类型，主要分为三种：

1.周期性数据

周期性数据的数据控制速率，可以根据不同的应用进行自动化设置，比如传感器所涉及传递的周期性数据。

2.间断性数据

阶段性数据的数据速率，主要由于应用或外部激励来完成定义的，例如在对电灯开关进行控制过程中传输的相关数据，就是属于间断性数据。

3.反复且低反应时间的数据

这种容易反复且反应时间较低的数据速率，通常是根据实际完成定义的，就像无线鼠标在应用过程中所传输的数据。

（三）无线通讯网络的形成和发展

要完成无线通讯网络的形成，首先需要应用自由形式变形的网络调节器。通过这种形式的网络调节器，对未知的通道进行扫描，从而发现最适合搭建网络的最佳信息通道；其次是将其它自由形式变形后加入到新兴的网络当中。

大多数情况下，人们都可以根据自身喜好来完善各个装置在网络当中发挥的功能和充当的角色，提前对每一个编排完成的程序，进行功能定义。举一个例子来说，当协调剂发挥扫描搜索功能时，能够及时发现没有经过应用的信息通道，从而搭建一个新兴的网络。而路由器的扫描搜索功能，则是当发现一个已经被激活的信息通道时，能够及时地将其与网络连接，之后允许其它装置进行连接。而网络末端装置所发挥的作用，通常是在已经存在的网络当中。

二、无线通讯技术的应用领域

在个人技术不断创新发展的现代，无论是在企业应用，还是日常生活中的实际需求，无线设备已经逐渐替代有线设备，成为一种发展趋势，并且对于无线网络的可靠性和低功率消耗需求非常高。例如：在企业生产的工业领域，无线通信技术能够帮助企业生产完成自动化，改进各项公共设施的基本设备，完善能源管理、物流追踪以及安全控制各方面的存在的问题，同时能够及时发现生产过程中存在的安全隐患，并采取相应的预防措施，对设备进行维修，实时保证工业生产的高效率进行。在人们日常生活的家庭领域，应用无线通信技术，能够节约各种家电设备的安装成本。各种家庭所需的电子设备，都可以通过无线通讯技术搜集到各种信息和数据，更加符合人们日常生活，对于家电的需求，是人们的日常生活更加趋于自动化、自动化和数字化。

结束语：

无线通讯技术作为现代新兴的一种无线网络技术，弥补了现在低成本、低功率、低速率的市场空缺，在各个领域都能发挥出关键的作用。无线通讯技术的应用给企业的日常生产和人们的日常生活带来了很大的满足，提高了各领域的智能化、自动化、现代化格局，改善人们生活的方式和体验。因此，相关研究人员和部门，应该提高对于无线通讯技术研究的重视度，并且将无线通讯技术的应用转移到各个领域，完善该项技术的市场推广和宣传，促进无线通信技术的不断发展。

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