Zigbee技术在物联网中的应用

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摘 要 本文首先从zigbee技术自身相关概念和属性出发，并且给出了一个相对典型的物联网信息系统逻辑结构示意图，同时指明了在这个系统中ZigBee技术的作用和位置。进一步针对Zigbee技术在物联网领域中的典型应用状况进行了深入分析。

关键词 Zigbee；物联网；结构；应用

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）71-0165-01

ZigBee，在中国被译为“紫蜂”，是一种与蓝牙相类似的短距离无线数据传输技术，目前广泛应用于传感控制应用并显现出极大的生命力。对于我国蓬勃兴起的物联网而言，Zigbee技术有着极为重要的优势，并且这种优势，对于物联网的安全和读取速度而言都意义重大。

1 Zigbee技术浅析

Zigbee最早来源于蜜蜂的“8”字舞，其中“Zig”表示蜜蜂在蜂窝上按照“8”字样进行爬行时候煽动翅膀发出的嗡嗡声，这种通过舞蹈行为来传递蜜源方位和距离信息的方式，和目前我们来进行对某物体定位的信息相似，因此直接采用这一词汇作为技术名称。

从技术层面上看，Zigbee是基于IEEE802.15.4无线标准的有关组网、安全以及应用软件方面的通信技术，是一种以其近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本等特点而著称的双向无线网络技术，主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。Zigbee普遍使用全球通用的2.4GHz频段进行数据传输，并且定义了物理层和标准媒体方位控制层上的相应支持性应用服务。

Zigbee技术方面的种种特性，决定了其在物联网应用环境中的重要地位。对于物联网而言，最为重要的一个部分就是对相应数字标签的读取技术，而Zigbee技术的有关特征对于物联网而言有着很好的应用前景。从系统构成角度看，有Zigbee技术参与的物联网技术逻辑结构参见图1。

图1 典型的物联网信息系统逻辑结构示意图

虚线框内的部分，是Zigbee技术发挥作用的部分。Zigbee技术让物体，包括车辆等相关设备机械等上面的电子标签与相应的RFID（Radio Frequency Identification）射频识别之间进行必要的信息沟通。

在这个过程中，应当注意RFID阅读器中已经嵌入了Zigbee技术模块，使得其能够对基于Zigbee技术的电子标签实现自动识别和信息传输。电子标签同RFID阅读器之间依靠无线天线进行信息传输，平时电子标签处于低耗能的睡眠模式，当其进入RFID阅读器读取范围的时候，电子标签能够通过截获阅读器发出的射频能量来提取工作所需电能进而被激活成为工作状态，并向阅读器发送必要的编码信息。

对于物联网而言，由于横跨较大的地域限制，因此需要其他相关的系统进行辅助决策，首先一个必须的系统就是通用分组无线服务技术即GPRS（General Packet Radio Service)，它能够确保分布在不同地域的物联网节点之间能够保持良好的信息联通状态，统一地提供无缝信息服务。

其次就是全球定位系统即GPS（Global Positioning System），它能够提供精准的地理信息支持整个物联网进行决策。此外，物联网还应当支持根绝用户的需要将电子标签通过RFID阅读器获取到的信息展示出来。

2 Zigbee技术在物联网领域中的典型应用

相对于更为传统的射频识别技术而言，Zigbee技术具有很多传统射频技术无法比拟的优势。撇去较为常规的低成本不谈，首先应当注意其低功耗特征，通常而言，Zigbee设备能够依靠两节5号电池维持一年内左右，相比之下蓝牙以及其他短距离数据传输技术就出现了较为明显的局限性。其次Zigbee技术的传输时延短，激活工作状态大约需要15ms，而接入网络则需要大约30ms，这不仅仅意味着节能，更重要的是能够在更短的时间内传输更多的数据信息。

其次，大容量也是不能忽视的一个方面，随着科技的发展，人们对信息数量的获取也开始呈现出激增的趋势，因此能够携带更多信息的Zigbee技术也呈现出相应的活力。最后，Zigbee技术提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制列表、防止非法获取数据以及采用高级加密标准的对称密码，以灵活确定其安全属性。

Zigbee技术的这些特征，能够在物联网应用环境中起到强大的支持作用。物联网最大的意义在于对行驶中的车辆和其他运动中物体的状态进行了解和控制，而处于运动中的物体，在进行无线数据传输的过程中，其停留在RFID阅读器阅读范围内的时间就相对较短，而在信息化发达的今天，却面临着越来越多需要传输的数据。有鉴于此，对于电子标签阅读的速度就成了物联网环境中关心的首要问题，而Zigbee技术的传输速度正是物联网所需要的。

此外，Zigbee技术的安全机制对于数据的非法盗用问题也有着一定的抵制作用。就目前而言，ZigBee技术还处于不断的完善过程中，并且必将以其快速的数据传输服务在物联网技术簇中占据一席之地。

参考文献

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