ZigBee 802.15.4 Bluetooth
802.15.1
WiFi 802.11
0.01
0.1
1
10
数据传输率 (Mbps)
802.15.3 802.15.3a 802.15.3c
100
1000
一、应用背景
近距离、低 复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无 线网络 技术，
特点
距 离： 有效传输范围10～75m 功 耗： 两节5号电池可供终端工作6个月以上 速 率： 250kb/s(2.4G) 40kb/s(915M) 20kb/s(868M) 成 本： 每片Zigbee价格2美元
采用ZigBee技术的条件
设备成本很低、传输的数据量很小 设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者 电源模块 没有充足的电源支持，只能使用一次性电池 频繁地更换电池或者反复地充电无法做到或者 很困难 需要较大范围的通信覆盖，网络中的设备非常 多，但仅仅用于监测或控制
ZigBee技术的优势
开发系统介绍
二、系统原理
系统拓扑原理总图
局域无线 通信网络
终端设备信号采集
SGSN
GPRS服务支持节点
GGSN
网关支持节点
GPRS 骨干网络
Internet
电 信
固定IP地址传输
通过该系统可以实现如下功能： （1）对远端设备的电流信号，电压信
号，数字信号等关键信号的现场采集。 （2）实现对设备开关开闭的远程控制。 （3）采集远程信号至数据中心，一定程
密算法（美国新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一） ❖ 有效范围小：有效覆盖范围10~75米，具体依据实际发射功率大小
和各种不同的应用模式而定 ❖ 工作频段灵活：使用频段为2.4GHz、868MHz（欧洲）和915MHz
（美国），均为免执照（免费）的频段 ❖ 传输可靠：采用碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的业务预留专
❖ 便宜 ❖ 超长电池寿命 ❖ 容易安装和使用 ❖ 安全 ❖ 稳定 ❖ 支持庞大的网络节点 ❖ 全球通用
2 网关
无线信号收集并远程GPRS数据发送
三、开发系统介绍
3 监测软件
监控远端节点
一、系统介绍与应用
1.1系统介绍
GPRS/CDMA
距离： 网点间隔通信几十米到上百米
无线远程局域网络采
功耗： 两节5号电池可供终端工作6个月以上
集系统： 通过节点采集信号，并
速率：
250kb/s(2.4G)
40kb/s(915M)
通信流
虚拟链接
ZigBee可构成网状（Mesh）网络
ZigBee 协调器(FFD) ZigBee 路由器 (FFD) ZigBee 终端设备 (RFD 或 FFD)
网状链接 星形炼接
IEEE 802标准的无线空间
WWAN WMAN WLAN WPAN
IEEE 802.22
IEEE 802.20
WiMax IEEE 802.16
用时隙。
ZigBee基 本 网 络 特 点
• 网络 (客户) 节点最多为65,536
• 对于要求快速响应的应用场合 予以优化 – 网络参与时间: 30 ms (典型值) – 由休眠从站转化为工作状态: 15 ms (典型值) – 处于工作状态的从站的存取时间: 15 ms (典型 值)
网络协调器 全功能节点 简约功能节点
LOGO
无线终端网络采集系统
VIP ： 手机： 邮箱：
主要内容
1
系统应用
2
系统原理
3
开发系统介绍
一、系统应用
状态 检测
预防性 维护
设备 管理
具体应 用范围
服务 应用
GPRS/CDMA
无线远程局域网络采 集系统：
每个节点采集信号，并 通过无线通信构成局域网络， 最后将网络数据通过GPRS传 输到Internet的公司主站， 实现远程数据采集与监控
ABB进行的现场设备层无线通信实验
➢ 要求是：通过无线通信传输非过程关键数据，短数 据包，低平均数据率，低功耗
➢ 具体应用范围有：设备管理、状态检测、预防性维 护和服务应用
➢ 结果证明： ZigBee完全满足要求
单控制
无线局域传输网络特点
❖ 数据传输速率低：10KB/秒~250KB /秒，专注于低传输应用 ❖ 功耗低：在低功耗待机模式下，两节普通5号电池可使用6~24个月 ❖ 成本低：ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本 ❖ 网络容量大：网络可容纳65,000个设备。 ❖ 时延短：通常时延都在15ms~30ms ❖ 安全： ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES-128加
国），均为免执照（免费）的频段 ❖ 传输可靠：采用碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的业务预留专用
时隙。
❖ 数据传输速率：53.6KB/秒~115KB /秒，专注于低传输应用。
一、系统应用
应用举例
❖ 检测减压阀及流通阀的泄漏情况。
一、系统应用
应用举例
❖ 油井现场监控
主要内容
1系统应用Fra bibliotek2系统原理
3
20kb/s(868M)
无线通信构成局域网络，最 后将网络数据通过GPRS传输
成本： 每片Zigbee价格2美元
到Internet的公司主站，实 现远程数据采集。
近距离、低 复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无 线网络 技术，
特点
距 离： 网点间隔通信几十米到上百米 功 耗： 两节5号电池可供终端工作6个月以上 速 率： 250kb/s(2.4G) 40kb/s(915M) 20kb/s(868M) 成 本： 每片Zigbee价格2美元
一、系统应用
特点
❖ 功耗低：在低功耗待机模式下，两节普通5号电池可使用6~24个月 ❖ 成本低：数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本 ❖ 网络容量大：网络可容纳65,000个设备。 ❖ 安全： 提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES-128加密算法（
美国新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一） ❖ 有效范围大：局域无线网络节点有效覆盖范围几十米到上百米。 ❖ 工作频段灵活：使用频段为2.4GHz、868MHz（欧洲）和915MHz（美
度上有利于日后设备维护及日后开展故障分 析与诊断。
二、系统原理
局域无线通信网络组成
ZigBee 协调器(FFD) ZigBee 路由器 (FFD) ZigBee 终端设备 (RFD 或 FFD)
网状链接 星形炼接
网状网络
主要内容
1
系统应用
2
系统原理
3
开发系统介绍
三、开发系统介绍
1 远端节点
设备信号采集与无线信号传输