朱振立,李军廷

（河北省公安消防总队，050000）

0 引言

当今的电子信息技术正在飞速的发展，对于无线信息技术则提出了更高的要求，同时对于其信息的发展也带来了新的挑战。无线传感器网络其主要是一种分布在监测区域内的微型传感器节点，其主要是以一种无线通信的方式来形成一个自主网络，然后再对相应采集的信息进行处理，并且将所处理的信息放在一个协调器上，通过感知的参数来发给观测者。无线传感器在网络领域的应用上存在着很大的潜在价值，给人类的生产和发展带来了深远的影响，对其进行合理的使用，可以给人类带来巨大的社会效益和经济效益。因此本文就ZigBee 无线传感器进行研究，从其主要的概念、技术的安全性以及无线网络的构建进行研究，以此来实现对无线网络的认识与应用。

1 ZigBee 技术基本信息探究

ZigBee 技术其实是一种应用软件、安全和组网的技术标准，其开发主要是基于IEEE 的批准，然后根据特定（802.15.4）的无线标准进行研发。对ZigBee 技术进行研究的联盟进行了相应的API 和网络协议的规范，使得通过相应的安全协议可以直接连到基本的节点之中，或者是成为路由器的协调器，这些协调器之间形成一个网络，而对于路由器传输数目没有明确的限制，但是形成ZigBee 的完整协议通常分为应用会聚层、应用规范、网络层、物理层以及数据链路层。ZigBee技术其具有独特的优势，不仅可以实现无线通信的低功耗、低成本以及低速率，而且其信息传输的便捷性使得此项技术被广泛使用。ZigBee 技术其适用于小范围内的无线通信领域控制，其在楼宇的自动化、家居控制以及工业的自动化上都有广泛的应。

2 ZigBee 技术优势详细分析

2.1 ZigBee 低速率优势概述

由于ZigBee 存在着不同的工作频段，因此在这些不同的工作频段的传输上其速度也会不同，在868MHz 频段的传输上有1 个速率为20kbps 的信道，而在915MHz 的频段传输上其存在着10 个速率为40kbps 的信道，而在2.4GHz 的频段上其存在着16 个速率为250kbps 的信道。所以ZigBee 技术的数据传输其由于频段的不同速度也不尽相同，而且其能量的消耗以及传递效率来也会与其传输的速度不同而发生变化。

2.2 ZigBee 信息数据传输的低功耗优势概述

由于在数据在ZigBee 技术下进行传输，其速率很低而且传输量也很小，而且其信号的收发时间短，但是在非工作的模式下ZigBee 的节点进入休眠模式。整个ZigBee 信息在休眠激活、搜索、信道接入上其时间很短，因此其节电很明显。

2.3 ZigBee 信息数据传输安全可靠优势探究

ZigBee 的协议栈通过媒介质接入到控制层，其接入的算法则是根据载波的侦听和冲突的检测实现，ZigBee 进行数据传输的时候为避免在传输的时候数据信息出现冲突和竞争而在固定宽带通信业务中预留出专用的时隙。通过控制层来实现数据传输模式的确认，那么则要求在进行数据传输的时候，要根据所发出的数据包进行等待和确认，以此来建立其有效的传输模式，从而实现ZigBee 数据传输。

3 ZigBee 的协议栈相关研究

ZigBee 的协议栈中其主要是通过层的量化来对整个标准进行简化，而每个层负责完成所规定的任务还要向上层提供相应的服务，通过建立起相应的协议栈来为逻辑链路提供服务，而构成ZigBee 的协议栈主要是由媒体接入控制层、物理层、网络安全、应用框架构成层，下面就ZigBee 的协议栈规范进行概述。

3.1 媒体接入控制层规范ZigBee 协议栈

ZigBee 中的媒介接入层主要是应用标准的802.15.4 进行MAC 层的协议规范，而MAC 则是对所有的物理层的信道进行接入从而实现数据处理。根据接入的服务不同来提供不同的MAC 服务，其主要的工作原理则是通过接入公共部分的分子层来提供数据服务，从而实现接入点的服务管理。MAC 的数据服务主要实现数据的传输服务，通过提供一个接口来为上层协议和物理层数据传输，从而实现数据的接收、发送、清理MAC 事务序列表等数据服务。

3.2 物理层规范ZigBee 协议栈研究

在ZigBee 协议栈的物理层主要是对信号的调制方式、工作频率以及传输速率进行控制，而且还为上层和物理层提供服务。由于ZigBee 技术在不同的地区和国家之间的工作频率的范围不尽相同，其整个协议的规范主要以IEEE 为基础的标准来实现，从而实现了不同频率范围的调制方式出现不同，因此其数据的传输也不尽相同。

3.3 网络安全层规范ZigBee 协议栈研究

由于网络安全一直是网络研究的重点，而ZigBee 的协议安全控制整个MAC 层的安全性，确保整个MAC 层的响应帧、命令帧和信标帧的安全性，单条的数据报文的安全性是由MAC 进行安全的直接控制，而多条报文则是依据网络层来控制其安全性。ZigBee 无线传感器中的MAC 层被一种高级的加密算法所控制，其主要是实现MAC 的安全性、真实性和一致性。

4 ZigBee 技术应用的相关探究

ZigBee 技术在应用的时候，根据其具有的优势以及特点来进行应用研究。由于ZigBee 技术主要是运用到对于数据传输速率要求不高的短距离传输，通常情况下比较适合家用的小型电子设备之间的无线数据传输，ZigBee 技术在进行数据传输类型研究上其具有典型的周期性，通常ZigBee 技术主要可以运用到工业领域、精细农业、医学领域等，而且在其他的领域也具有很大的发展前景。在工业领域的应用其主要是利用ZigBee 与传感器构成的网络形成分布式的数据采集，使得对于传输数据的分析和处理更加简洁，因此此项功能能够成为决策辅助系统的重要组成部分。

由于当前的无线传感器在网络领域的应用上存在着很大的潜在价值，积极的推动着人类的生产和发展并且还产生了深远的影响，因此对其进行合理的使用，可以给人类发展带来巨大的社会和经济效益，当前所使用的ZigBee 技术具有其独特的优势，其信息数据的处理上所具有的特点使得在当前的通信发展上具有重要的意义，因此本文就相关的ZigBee 技术进行探讨，以此来对ZigBee 在无线传感器网络上的应用与研究进行探究，希望相关研究可以带给从事无线传感器网络研究同仁以借鉴。

[1] 刘辉.ZigBee 无线传感器网络的设计与应用[D].苏州大学,2007.

[2] 张顺扬.ZigBee 无线传感器网络研究及仿真[D].广东工业大学,2008.

[3] 庞娜.网状结构ZigBee 无线传感器网络研究[D].吉林大学,2010.

[4] 郑凯.基于ZigBee 无线传感器技术的心电监护网络的研究[D].吉林大学,2008.

[5] 马峻.ZigBee 无线传感器网络管理系统的研究与实现[D].西北师范大学,2011.

[6] 王振玲. 基于ZigBee 无线传感器网络的监控系统的设计与实现[D].河南师范大学,2012.

[7] 刘玉峰. 基于ZigBee 无线传感器网络的室内定位系统研究与设计[D].东北大学,2010.