Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议，类似于CDMA和GSM网络。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。zigbee技术是一种高可靠的无线数传网络，ZigBee数传模块类似于移动网络基站。可以嵌入各种电子设备中。该技术主要设计用于低速通信网络。

一、zigbee技术简介

Zigbee在中国被译为"紫蜂",是一种基于IEEE802.15.4协议的最近发展起来的一种短距离无线通信技术，功耗低，被业界认为是最有可能应用在工控场合的无线方式。Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个Zigbee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。

二、zigbee技术特点

1、低功耗：在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6-24个月，甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比之下蓝牙可以工作数周、WiFi可以工作数小时;

2、低成本：通过大幅简化协议降低成本（不足蓝牙的1/10），也降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且ZigBee的协议专利免费;

3、低速率：ZigBee工作在250kbps的通讯速率，满足低速率传输数据的应用需求;

4、近距离：传输范围一般介于10～100m之间，在增加RF发射功率后，亦可增加到1-3km，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;

5、短时延：ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3-10s、WiFi需要3s;

6、高容量：ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理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65000个节点的大网;

7、高安全：ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单（ACL）防止非法获取数据以及采用高级加密标准（AES128）的对称密码，以灵活确定其安全属性;

8、免执照频段：采用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz（全球）频段。

三、zigbee技术优势

1、省电。由于工作周期很短、收发信息功耗较低，并且采用了休眠模式，因此 ZigBee 技术可以确保2节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间。不同的应用对应的功耗自然是不同的。

2、可靠。ZigBee技术采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。

3、成本低。模块价格低廉，且ZigBee协议是免专利费的。

4、时延短。针对时延敏感的应用作了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。设备搜索时延典型值为30ms，休眠激活时延典型值是15ms，活动设备信道接入时延为15ms。

5、节点通信设置易于配置。

6、网络容量大。ZigBee可以采用星形、网状、树状结构组网，而且可以通过任一节点连接组成更大的网络结构。从理论上讲，其可连接的节点多达64000个。1个ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和1个主设备，1个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络。

7、安全。ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，同时各个应用可以灵活地确定其安全属性。

8、全球通用性和完好的开放性。ZigBee标准协议，使ZigBee设备间的通信成为轻而易举的事情。

四、zigbee技术组网结构

1、星形拓扑

星形拓扑是其三种拓扑结构中最为简单的一个拓扑形式，它包含一个Co-ordinator（中央协调器） 节点和多个End Device（终端）节点。每一个End Device （终端）节点只能和 Co-ordinator （协调器）节点进行链接通信，不能再链接其他End Device （终端）节点。如果需要在两个 End Device （终端）节点之间进行互相的通信必须得通过链接Co-ordinator （协调器）节点才能进行信息的接收、转发。

2、树形拓扑

树形拓扑包括一个Co-ordinator（协调器）节点以及多个的 Router（路由器） 和 End Device（终端）节点。Co-ordinator （协调器）连接多个Router（路由） 和 End Device（终端）节点， 其子节点的 Router（路由）也可以连接多个Router（路由）和End Device（终端）节点， 通过这样子进行重复的叠加多个层级形成树状网。

3、Mesh拓扑（网状拓扑）

Mesh拓扑包含一个Co-ordinator（协调器）节点和多个Router（路由）节点 和End Device（终端）节点。Mesh网络拓扑形式和树形拓扑大致相同相同；但是基于树状结构来说，网状网络拓扑是具有更灵活的通信路由规则的拓扑形式，在可能的情况下，路由节点之间是可以进行直接通信的。这种路由机制使得节点间的信息通信变得更加的有效率，而且这也意味当通信时一个路由路径中出现了问题，信息也可以沿着其他的路由自动进行传输。

五、zigbee技术应用场景

1、智能家居

家里可能都有很多电器和电子设备，如电灯、电视机、冰箱、洗衣机、电脑、空调等等，可能还有烟雾感应、报警器和摄像头等设备，以前我们最多可能就做到点对点的控制，但如果使用了ZigBee技术，可以把这些电子电器设备都联系起来，组成一个网络，甚至可以通过网关连接到Internet，这样用户就可以方便的在任何地方监控自己家里的情况，并且省却了在家里布线的烦恼。

2、自动抄表

抄表可能是大家比较熟悉的事情，像煤气表、电表、水表等等，每个月或每个季度可能都要统计一下读数，报给煤气、电力或者供水公司，然后根据读数来收费。现在在大多数地方还是使用人工的方式来进行抄表，逐家逐户的敲门，很不方便。而ZigBee可以用于这个领域，利用传感器把表的读数转化为数字信号，通过ZigBee网络把读数直接发送到提供煤气或水电的公司。

3、工业自动化

工厂环境当中有大量的传感器和控制器，可以利用ZigBee技术把它们连接成一个网络进行监控，加强作业管理，降低成本。

4、医学领域

电子医疗监护是最近的一个研究热点。在人体身上安装很多传感器，如测量脉搏、血压，监测健康状况，还有在人体周围环境放置一些监视器和报警器，如在病房环境，这样可以随时对人的身体状况进行监测，一旦发生问题，可以及时做出反应，比如通知医院的值班人员。

5、传感器网络应用

传感器网络也是最近的一个研究热点，像货物跟踪、建筑物监测、环境保护等方面都有很好的应用前景。