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【摘 要】随着经济的不断发展和科技技术迅猛发展，无线传感网络作为一种新型的信息获取技术，在很多领域都具有相当大的作用，比如灾难预警与救援、工业设备控制与管理、危险区域远程控制等多个领域。本文就多方面对无线传感网络的定位系统进行分析。
【关键词】Zig Bee 无线传感网络 定位系统
一、 前言
Zig Bee是一种基于IEEE 802.15.4标准的短距离无线通信的新技术，它具有低速率和低消耗的技术特点。因此，Zig Bee技术主要适用于数据分析量较小以及设备较为分散的工业控制和仪表自动化等方面。
二 、Zig Bee无线通信技术概述
Zig Bee作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以快捷的为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。其应用领域主要包括：家庭和楼宇网络工业农业的控制、公共场所监控、医疗监护、自动抄表。Zig Bee联盟旨在建立一种具有超大容量的传感网络，这种网络组建方便快捷，允许所有同类电子设备可以随时加入和退出网络，具有良好的可扩展性和可移动性。
三 、基于Zig Bee技术的无线传感器网络节点的设计
笔者在研究了Zig Bee技术的网络拓扑结构、物理层协议规范、MAC层协议规范和网络层协议的基础上，提出了基于两种主流集成芯片模块的Zig Bee无线传感器网络节点的硬件系统构架，主要包括前端传感采集模块、数字处理模块、Zig Bee无线收发模块和电源模块。
四、Zig bee技术特点
相对其它无线通信技术，Zig Bee技术有着鲜明的特点：
低功耗。这是Zig Bee技术最为显著的一个特点，由于它采用了休眠-唤醒机制，大大减少能量消耗，两节5号电池可支持一个节点6-24个小时。
低成本。Zig Bee作为WSN的一种重要技术，成本低是它的一大优势，每个 Zig Bee芯片的成本最低能达到十几元人民币，并且Zig Bee免协议专利费，这为Zig Bee技术的开发研究和发展奠定了很好的基础。
传输速率低。Zig bee工作在20～250 kb ps的较低传输速率，分别提供250 kb ps（2.4GHz）、40kbps （915 MHz）和20kbps（868 MHz） 的原始数据吞吐率，满足低速率传输数据的应用需求。
短距离。传输范围一般介于10～100 m 之间，在增大射频功率后，可达到1～3 km。这指的是相邻节点间的距离，如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。
Zig Bee可采用星型、树型和Mesh网络拓扑结构，由一个主节点管理若千个子节点，一个主节点最多可以管理254个子节点，同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65536个节点的网络。
高安全。Zig bee 提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单防止非法获取数据以及采用高级加密标准（AES 128） 的对称密码，以灵活确定其安全属性。免执照频段。
五、Zig Bee技术的体系结构
Zig Bee协议栈的体系结构，物理层和MAC层采用IEEE802.15.4协议标准，网络层、加密层和应用层由Zig Bee联盟制定。
物理层：Zig Bee PHY提供了两种类型的服务，即通过物理层管理实体接口对PHY层数据和PHY层管理提供服务。
MAC层。Zig Bee MAC层也提供了两种类型的服务：通过MAC层管理实体服务接入点向MAC层数据和MAC层管理提供服务。
网络层。Zig Bee网络层的具体功能是：设备连接和断开网络时所采用的机制；在帧信息传输过程中所采用的安全性机制；设备之间的路由发现和路由维护和转交；对一跳（one-hop）邻居设备的发现和相关结点信息的存储。
应用层。Zig Bee应用层包括应用支持子层（Application Support Sub-Layer，APS），应用框架（Application Framework，AF）和Zig Bee设备对象（Zig Bee Device Object，ZDO）。
六、 两种功能设备
Zig Bee网络含全功能设备FFD（Full Function Device）和精简功能设备RFD（Reduced Function Device）两种功能类型的设备。
全功能设备（FFD）：可以担任网络协调者，形成网络，让其它的FFD或是精简功能装置（RFD）连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输。它附带由标准指定的全部802.15.4功能和所有特征，更多的存储器、计算能力可使其在空闲时起网络路由器作用，也能用作终端设备。
七、 三种节点类型
Zig Bee网络含三种类型的节点：协调器ZC（Zig Bee Coordinator）、路由器ZR（Zig Bee Router）和终端设备ZE（Zig Bee End Device），其中协调器和路由器均为全功能设备（FFD），而终端设备选用精简功能设备（RFD）。
协调器ZC：一个Zig Bee网络PAN（Personal Area Network）有且仅有一个协调器，该设备负责启动网络，配置网络成员地址，维护网络，维护节点的绑定关系表等，需要最多的存储空间、计算能力和电能。
路由器ZR：主要实现扩展网络及路由消息的功能，扩展网络，即作为网络中的潜在父节点，允许更多的设备接入网络，路由节点只有在树状网络和网状网络中存在。
终端设备ZE：不具备成为父节点或路由器的能力，一般作为网络的边缘设备，负责与实际的监控对象相连，这种设备只与自己的父节点主动通讯，具体的信息路由则全部交由其父节点及网络中具有路由功能的协调器和路由器完成。
八、 结束语
通过以上分析，我们可以得出Zig Bee对我们的生活和企业的生产带来的作用，随着科学技术的不断完善，在不久的时间内，Zig Bee无线传感网络一定能越发先进，带给我们更好的好处并且推动着社会的发展。
参考文献：
[1] 心银 基于Zig Bee协议的温度湿度无线传感器网络 传感器与微系统—2013年11期 第32页
[2] 朱莹 基于Zig Bee无线传感器网络网关的设计与实现 传感器与微系统—2014年3期 第53页
【关键词】Zig Bee 无线传感网络 定位系统
一、 前言
Zig Bee是一种基于IEEE 802.15.4标准的短距离无线通信的新技术，它具有低速率和低消耗的技术特点。因此，Zig Bee技术主要适用于数据分析量较小以及设备较为分散的工业控制和仪表自动化等方面。
二 、Zig Bee无线通信技术概述
Zig Bee作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以快捷的为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。其应用领域主要包括：家庭和楼宇网络工业农业的控制、公共场所监控、医疗监护、自动抄表。Zig Bee联盟旨在建立一种具有超大容量的传感网络，这种网络组建方便快捷，允许所有同类电子设备可以随时加入和退出网络，具有良好的可扩展性和可移动性。
三 、基于Zig Bee技术的无线传感器网络节点的设计
笔者在研究了Zig Bee技术的网络拓扑结构、物理层协议规范、MAC层协议规范和网络层协议的基础上，提出了基于两种主流集成芯片模块的Zig Bee无线传感器网络节点的硬件系统构架，主要包括前端传感采集模块、数字处理模块、Zig Bee无线收发模块和电源模块。
四、Zig bee技术特点
相对其它无线通信技术，Zig Bee技术有着鲜明的特点：
低功耗。这是Zig Bee技术最为显著的一个特点，由于它采用了休眠-唤醒机制，大大减少能量消耗，两节5号电池可支持一个节点6-24个小时。
低成本。Zig Bee作为WSN的一种重要技术，成本低是它的一大优势，每个 Zig Bee芯片的成本最低能达到十几元人民币，并且Zig Bee免协议专利费，这为Zig Bee技术的开发研究和发展奠定了很好的基础。
传输速率低。Zig bee工作在20～250 kb ps的较低传输速率，分别提供250 kb ps（2.4GHz）、40kbps （915 MHz）和20kbps（868 MHz） 的原始数据吞吐率，满足低速率传输数据的应用需求。
短距离。传输范围一般介于10～100 m 之间，在增大射频功率后，可达到1～3 km。这指的是相邻节点间的距离，如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。
Zig Bee可采用星型、树型和Mesh网络拓扑结构，由一个主节点管理若千个子节点，一个主节点最多可以管理254个子节点，同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65536个节点的网络。
高安全。Zig bee 提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单防止非法获取数据以及采用高级加密标准（AES 128） 的对称密码，以灵活确定其安全属性。免执照频段。
五、Zig Bee技术的体系结构
Zig Bee协议栈的体系结构，物理层和MAC层采用IEEE802.15.4协议标准，网络层、加密层和应用层由Zig Bee联盟制定。
物理层：Zig Bee PHY提供了两种类型的服务，即通过物理层管理实体接口对PHY层数据和PHY层管理提供服务。
MAC层。Zig Bee MAC层也提供了两种类型的服务：通过MAC层管理实体服务接入点向MAC层数据和MAC层管理提供服务。
网络层。Zig Bee网络层的具体功能是：设备连接和断开网络时所采用的机制；在帧信息传输过程中所采用的安全性机制；设备之间的路由发现和路由维护和转交；对一跳（one-hop）邻居设备的发现和相关结点信息的存储。
应用层。Zig Bee应用层包括应用支持子层（Application Support Sub-Layer，APS），应用框架（Application Framework，AF）和Zig Bee设备对象（Zig Bee Device Object，ZDO）。
六、 两种功能设备
Zig Bee网络含全功能设备FFD（Full Function Device）和精简功能设备RFD（Reduced Function Device）两种功能类型的设备。
全功能设备（FFD）：可以担任网络协调者，形成网络，让其它的FFD或是精简功能装置（RFD）连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输。它附带由标准指定的全部802.15.4功能和所有特征，更多的存储器、计算能力可使其在空闲时起网络路由器作用，也能用作终端设备。
七、 三种节点类型
Zig Bee网络含三种类型的节点：协调器ZC（Zig Bee Coordinator）、路由器ZR（Zig Bee Router）和终端设备ZE（Zig Bee End Device），其中协调器和路由器均为全功能设备（FFD），而终端设备选用精简功能设备（RFD）。
协调器ZC：一个Zig Bee网络PAN（Personal Area Network）有且仅有一个协调器，该设备负责启动网络，配置网络成员地址，维护网络，维护节点的绑定关系表等，需要最多的存储空间、计算能力和电能。
路由器ZR：主要实现扩展网络及路由消息的功能，扩展网络，即作为网络中的潜在父节点，允许更多的设备接入网络，路由节点只有在树状网络和网状网络中存在。
终端设备ZE：不具备成为父节点或路由器的能力，一般作为网络的边缘设备，负责与实际的监控对象相连，这种设备只与自己的父节点主动通讯，具体的信息路由则全部交由其父节点及网络中具有路由功能的协调器和路由器完成。
八、 结束语
通过以上分析，我们可以得出Zig Bee对我们的生活和企业的生产带来的作用，随着科学技术的不断完善，在不久的时间内，Zig Bee无线传感网络一定能越发先进，带给我们更好的好处并且推动着社会的发展。
参考文献：
[1] 心银 基于Zig Bee协议的温度湿度无线传感器网络 传感器与微系统—2013年11期 第32页
[2] 朱莹 基于Zig Bee无线传感器网络网关的设计与实现 传感器与微系统—2014年3期 第53页