车联网技术与应用项目实践：ZigBee应用

ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。ZigBee网络模型示意图如图3-22所示。

图3-22 ZigBee网络模型示意图

ZigBee的物理层采用直接序列展频（direct sequence spread spectrum，DSSS）技术，媒体存取控制层沿用无线局域网（WLAN）中802.11系列标准的带碰撞避免的载波侦听多址访问（carrier sense multiple access with collision avoidance，CSMA/CA）方式，以提高系统兼容性，从而适用于近距离无线连接。除了安全灵活，网络容量多达65 000个设备以外，ZigBee最大的优势在于成本低和使用功耗低，在低功耗待机模式下，两节普通5号电池可使用6～24个月，此外其延时极短，典型搜索设备时延为30 ms，安全性高。ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES-128（ASE，advanced encryption standard，高级加密标准）加密算法，各个应用可灵活确定其安全属性。

ZigBee的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化等。ZigBee通信具备以下特点。

（1）功耗低：由于ZigBee的传输速率低，发射功率仅为1 m W，而且采用了休眠模式，功耗低，因此ZigBee设备非常省电。(www.xing528.com)

（2）成本低：ZigBee模块的初始成本低，并且ZigBee协议是免专利费的。

（3）时延短：通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的搜索设备时延为30 ms，休眠激活的时延是15 ms，活动设备信道接入的时延为15 ms。

（4）网络容量大：一个星型结构的ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和1个主设备，而且网络组成灵活，采用网型结构最多可扩展至含有65 000个节点的网络。

（5）可靠：采取了碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息，如果传输过程中出现问题可以进行重发。

（6）安全：ZigBee提供了基于循环冗余检验（CRC）的数据包完整性检查功能，支持鉴权和认证，采用了AES-128加密算法，各个应用可以灵活确定其安全属性。