ZigBee無綫網絡與收發器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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ShahinFarahani 著

圖書標籤:

• ZigBee
• 無綫通信
• 無綫網絡
• 物聯網
• 傳感器網絡
• 嵌入式係統
• 無綫收發器
• 低功耗
• 通信協議
• 無綫技術

店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512410534

商品编码：1107909495

出版时间：2013-08-01

作  者:Shahin Farahani 著作 瀋建華 等 譯者 定  價:45 齣 版 社:北京航空航天大學齣版社 齣版日期:2013年08月01日 頁  數:248 裝  幀:平裝 ISBN:9787512410534 《嵌入式係統譯叢:zigbee無綫網絡與收發器》可供想瞭解近距離無綫網絡zigbee原理與應用的工程師和技術管理人員們參考。 ●第1章ZigBee基礎
●1.1什麼是ZigBee?
●1.2 ZigBee VS藍牙和IEEE 802.11
●1.3短距離無綫網絡分類
●1.4 ZigBee與IEEE 802.15.4標準的關係
●1.5操作頻率和數據速率
●1.6互操作性
●1.7設備類型
●1.8設備角色
●1.9 ZigBee網絡拓撲
●1.10 ZigBee和IEEE 802.15.4的通信基礎
●1.10.1 CSMA―CA載波偵聽多路訪問一衝突避免
●1.10.2信標(Beacon)VS非信標(Nonbeacon)網絡
●1.10.3數據傳輸方式
●1.10.4數據驗證
●1.10.5尋址方式
●1.11關聯和解除關聯
●1.12綁定
●1.13 ZigBee的自形成和自愈特性
●1.14 ZigBee和IEEE 802.15.4網絡層功能
●部分目錄

內容簡介

法拉哈尼編著的《ZigBee無綫網絡與收發器》內容涵蓋瞭采用ZigBee和IEEE 802.15.4兩種標準的近距離無綫網絡的基本原理，ZigBee和IEEE802.15.4標準涵：蓋瞭相同的細節層次(LOD)。除瞭技術細節，該書還包含瞭上層概述，對那些僅對ZibBee無綫組網一般概念感興趣的讀者**有益。本書提供ZigBee無綫網絡的大框架，從射頻和物理層考慮到應用層的細節。
《ZigBee無綫網絡與收發器》可供想瞭解近距離無綫網絡ZigBee原理與應用的工程師和技術管理人員們參考。

《ZigBee無綫網絡與收發器》 一、 導言：連接世界的無形之網 在這個數字化浪潮洶湧澎湃的時代，我們生活在一個日益互聯的世界。從智能傢居的便捷控製，到工業自動化的高效運作，再到物聯網（IoT）的蓬勃發展，無綫通信技術扮演著至關重要的角色。它打破瞭空間的界限，讓信息得以自由流動，為我們的生活帶來瞭前所未有的改變。在眾多無綫通信技術中，ZigBee以其獨特的優勢，在低功耗、低數據速率、低成本和高可靠性等方麵脫穎而齣，成為構建大規模、分布式無綫網絡的理想選擇。 本書《ZigBee無綫網絡與收發器》將帶您深入探索ZigBee技術的奧秘，從其核心概念到實際應用，從底層協議到硬件實現，為您構建一個全麵而深入的理解。我們將一同剖析ZigBee網絡的構建原理，瞭解不同節點類型的功能與協作，掌握ZigBee通信的獨特機製，並深入研究收發器這一關鍵硬件的內部運作。無論您是學生、工程師、技術愛好者，還是對物聯網技術充滿好奇的讀者，本書都將是您理解和掌握ZigBee技術的寶貴指南。 二、 ZigBee技術的核心價值與發展願景 ZigBee並非一項橫空齣世的技術，而是建立在IEEE 802.15.4物理層和MAC層標準之上，並在此基礎上構建瞭更高級彆的網絡層、應用層協議。其設計的初衷是為瞭滿足物聯網應用對低功耗、低成本、低數據速率的嚴格需求，特彆是在那些不需要傳輸大量數據的設備之間。 低功耗的極緻追求： ZigBee最顯著的特點之一便是其超低的功耗。通過精巧的協議設計和優化的硬件實現，ZigBee設備能夠在電池供電的情況下工作數年之久，這使得其在傳感器網絡、遠程監控、以及那些不便頻繁充電的場景中具有無可比擬的優勢。例如，一個裝有ZigBee模塊的智能門鎖，隻需一枚紐扣電池便能支持數年的安全監測與遠程指令接收。 低成本的廣泛部署： ZigBee芯片和模塊的成本相對較低，這為其在消費電子、智能傢居、以及大規模部署的物聯網項目中提供瞭經濟上的可行性。低廉的成本使得構建一個覆蓋範圍廣泛的智能環境成為可能，例如，一個傢庭中可以部署數十甚至上百個ZigBee傳感器，而無需承擔過高的硬件成本。 可靠的網絡拓撲： ZigBee支持多種網絡拓撲結構，包括星型、樹型和網狀網絡。其中，網狀網絡（Mesh Network）是ZigBee的核心優勢之一。在網狀網絡中，每個節點都可以作為信號的中繼點，將數據從源節點轉發到目標節點，從而擴展網絡的覆蓋範圍並提高通信的魯棒性。即使某個節點發生故障，數據也能夠通過其他路徑繞行，確保網絡的連通性。這種自愈閤的網絡特性對於要求高可靠性的工業控製和環境監測尤為重要。 靈活的應用領域： 憑藉其核心優勢，ZigBee技術已經廣泛應用於眾多領域： 智能傢居： 智能照明、溫控係統、安防報警、傢電控製、環境監測等。 智能建築： 樓宇自動化、能源管理、設備監控、安全係統等。 工業自動化： 傳感器網絡、數據采集、過程控製、設備狀態監測等。 健康醫療： 可穿戴健康監測設備、遠程病人監護、醫療設備互聯等。 智慧農業： 土壤濕度監測、溫度監測、病蟲害預警、精準灌溉等。 展望未來，隨著物聯網的不斷演進，對無綫連接的需求將更加多樣化和精細化。ZigBee技術將繼續扮演重要角色，特彆是在那些強調低功耗、低成本和高可靠性的細分市場。通過與其他通信技術的融閤，如Wi-Fi、藍牙、以及NB-IoT等，ZigBee將構建起更加豐富和智能的物聯網生態係統。 三、 ZigBee網絡架構與協議棧詳解 理解ZigBee網絡的運作，關鍵在於掌握其層次化的協議棧結構。這一結構藉鑒瞭OSI（開放係統互連）模型，但針對ZigBee的特性進行瞭簡化和優化。 物理層（PHY）： 遵循IEEE 802.15.4標準，定義瞭無綫傳輸的物理特性，包括射頻（RF）頻率、信道、調製方式、數據速率等。ZigBee通常工作在2.4GHz ISM頻段，但也可在868MHz（歐洲）和915MHz（北美）頻段工作，以適應不同地區的法規要求。 MAC層（Medium Access Control）： 同樣基於IEEE 802.15.4標準，負責介質訪問控製、幀的發送與接收、確認機製、以及地址分配等。MAC層決定瞭節點如何共享無綫介質，以避免衝突。 網絡層（NWK）： 這是ZigBee協議棧的核心所在。它負責網絡的建立、路由、設備發現、以及數據包的轉發。網絡層定義瞭各種節點角色（如協調器、路由器、終端設備）以及它們在網絡中的交互方式。 節點類型： 協調器（Coordinator）： 網絡的核心，負責網絡的啓動、配置，並維護網絡信息。每個ZigBee網絡隻能有一個協調器。 路由器（Router）： 能夠轉發其他設備的數據包，從而擴展網絡覆蓋範圍，並支持網狀網絡。路由器通常也具備一定的計算和存儲能力。 終端設備（End Device）： 負責數據采集或接收指令，並通常具有最低的功耗，可以睡眠以節省電量。終端設備不具備路由功能。 路由機製： ZigBee支持多種路由協議，最常用的是AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector）的變種，能夠在網絡中動態發現最佳路徑。 應用層（APL）： 定義瞭上層應用所需的功能，包括設備描述、集群、命令和屬性等。應用層是實現具體應用的接口，例如，智能燈泡可以通過ZigBee應用層協議嚮協調器發送“開燈”或“關燈”指令，並報告其亮度狀態。 ZigBee Cluster Library（ZCL）： 是ZigBee應用層的重要組成部分，它定義瞭一套標準化的設備模型和功能集群，使得不同廠商生産的ZigBee設備能夠相互兼容。例如，一個通用的“開關”集群可以用於控製燈光、插座等多種設備。 四、 ZigBee收發器：通信的基石 收發器（Transceiver）是ZigBee設備最核心的硬件組件，它集成瞭發送（Transmit）和接收（Receive）功能，是無綫通信的物理接口。一個典型的ZigBee收發器包含以下關鍵模塊： 射頻前端（RF Frontend）： 負責將數字信號轉換為模擬的射頻信號進行發送，以及將接收到的模擬射頻信號還原為數字信號。這包括瞭射頻功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、濾波器、以及混頻器等。 基帶處理器（Baseband Processor）： 負責對數字信號進行編碼、解碼、調製和解調等處理。它將MAC層的數據轉換為可以在物理層上傳輸的比特流，反之亦然。 嵌入式微控製器（MCU）： 許多ZigBee收發器集成瞭一個低功耗的微控製器，負責執行ZigBee協議棧的網絡層和應用層功能。這使得芯片能夠獨立運行，無需外部MCU，進一步降低瞭功耗和成本。 天綫接口（Antenna Interface）： 連接到天綫，用於將射頻信號發射到空間或從空間接收信號。天綫的選擇和設計對通信距離和性能有著重要影響。 電源管理單元（Power Management Unit）： 負責對收發器的各個模塊進行高效的電源管理，實現低功耗運行和待機模式，以滿足ZigBee對能量效率的要求。 收發器的關鍵性能指標： 發射功率（Transmit Power）： 決定瞭信號的傳播距離。 接收靈敏度（Receive Sensitivity）： 決定瞭收發器能夠接收到多弱的信號，從而影響接收距離和在復雜環境中的穩定性。 功耗（Power Consumption）： 包括發送、接收和待機模式下的功耗，是衡量ZigBee設備能否長久工作的關鍵。 數據速率（Data Rate）： ZigBee的數據速率較低，通常為20kbps、40kbps或250kbps，這足以滿足其應用場景的需求。 工作頻率與信道（Frequency and Channels）： 確保與ZigBee標準兼容，並在不同地區選擇閤適的頻段。 五、 ZigBee網絡的實際應用與開發 掌握瞭ZigBee的基本原理和硬件構成，接下來的重點便是如何將其應用於實際的開發和項目中。 開發平颱與工具鏈： 市場上湧現齣許多ZigBee開發平颱和工具鏈，例如，Silicon Labs、Texas Instruments、NXP、Nordic Semiconductor等公司都提供瞭強大的ZigBee SDK（軟件開發工具包），包含示例代碼、驅動程序、協議棧和調試工具。 硬件選型： 根據項目需求，選擇閤適的ZigBee模塊或SoC（System-on-Chip）。需要考慮的因素包括功耗、性能、成本、外設接口、以及廠商提供的支持。 網絡配置與管理： 在實際項目中，需要對ZigBee網絡進行有效的配置和管理，包括網絡ID的選擇、信道的分配、以及節點加入網絡的流程。 應用開發： 基於ZigBee Cluster Library（ZCL）進行應用開發，定義設備的屬性和命令，實現設備之間的互聯互通。例如，開發一個智能門鎖應用，需要定義門鎖的狀態屬性（如鎖定、解鎖）、以及開鎖、鎖門等命令。 與雲平颱的對接： 將ZigBee網絡與雲平颱（如AWS IoT、Azure IoT、阿裏雲IoT等）連接，實現數據的遠程監控、分析和控製。這通常需要通過一個網關設備（Gateway）來實現ZigBee協議與TCP/IP協議的轉換。 六、 挑戰與未來展望 盡管ZigBee技術已經取得瞭廣泛的應用，但仍然麵臨一些挑戰，同時也蘊含著巨大的發展潛力。 互操作性： 雖然ZCL在一定程度上解決瞭互操作性問題，但不同廠商的實現細節仍可能存在差異，需要持續的標準化和測試。 安全性： 隨著物聯網安全問題的日益突齣，ZigBee網絡的安全性也需要得到進一步的加強，包括數據加密、身份認證等。 與其他技術的融閤： ZigBee並非孤立的技術，未來將更加注重與其他無綫通信技術（如Wi-Fi、藍牙、Thread等）的融閤，構建更加異構和智能的物聯網網絡。 標準更新與演進： ZigBee技術本身也在不斷更新和演進，以適應新的應用需求和技術發展。 《ZigBee無綫網絡與收發器》旨在為讀者提供一個紮實的基礎，讓他們能夠理解ZigBee的原理，掌握其核心技術，並能夠將其應用於實際的物聯網項目開發中。通過深入學習本書內容，您將能夠構建更智能、更互聯的未來。

评分☆☆☆☆☆

我一直對物聯網技術的發展趨勢保持著高度的關注，特彆是那些能夠實現設備之間高效、低功耗通信的解決方案。ZigBee技術憑藉其在功耗、成本和網絡可靠性方麵的優勢，無疑是其中一個非常重要的方嚮。我正在尋找一本能夠係統性地講解ZigBee技術，並且能夠指導我進行實際開發的專業書籍。我希望這本書能夠詳細介紹ZigBee協議的各個組成部分，從底層的物理層和MAC層，到中間的網絡層和應用層，能夠有深入的解析。我尤其關注ZigBee網絡的組建、路由管理、節點通信以及功耗優化方麵的技術細節。此外，書中能夠提供一些關於如何選擇和使用ZigBee收發器硬件，如何進行嵌入式軟件開發，以及如何構建完整的ZigBee應用係統的實踐指導，對我來說將非常有價值。我希望通過這本書的學習，能夠全麵掌握ZigBee技術，並能夠將其應用於實際的物聯網項目設計和開發中，從而推動相關領域的技術進步。

评分☆☆☆☆☆

最近我對無綫傳感器網絡（WSN）産生瞭極大的興趣，尤其關注那些適用於低功耗、廣覆蓋場景的技術。ZigBee作為WSN領域的重要協議，其技術細節對我來說至關重要。我希望能找到一本能夠係統闡述ZigBee技術，並提供豐富實踐指導的圖書。我期待它能深入剖析ZigBee協議的各個層麵，包括其在物理層、MAC層、網絡層和應用層的設計理念與實現細節。尤其對於其高效的路由機製、靈活的組網方式以及卓越的功耗管理策略，我希望能有更深入的瞭解。此外，我非常希望能看到書中包含實際的硬件平颱（例如，基於某款主流ZigBee芯片的開發闆）的實操案例，以及不同類型ZigBee設備的開發教程。例如，如何實現協調器、路由器和終端設備的配置與通信，如何開發自定義的應用層服務，以及如何進行網絡性能的測試和優化。我相信，一本優秀的ZigBee書籍能夠幫助我快速掌握這項技術，並將其成功應用於我的WSN項目開發中。

评分☆☆☆☆☆

作為一個對嵌入式係統開發抱有濃厚興趣的學習者，我一直渴望能夠深入瞭解各種無綫通信技術。ZigBee以其低功耗、低成本、高可靠性的特點，在物聯網領域占據著重要地位，因此我一直將其視為我學習和實踐的重要方嚮。我正在尋找一本能夠將ZigBee的理論知識與實際操作緊密結閤的書籍。我希望它能夠詳細解釋ZigBee協議棧的各個層麵，從物理層到應用層，深入淺齣地講解其工作原理，並提供豐富的代碼示例和硬件平颱上的實踐指導。比如，我希望看到如何使用特定的ZigBee模塊進行開發，如何實現設備間的組網、通信和數據傳輸，以及如何進行功耗優化和網絡管理。此外，我也對ZigBee在不同應用場景下的解決方案感興趣，例如智能傢居、工業自動化、農業物聯網等。我希望這本書能夠幫助我建立起對ZigBee的全麵認知，掌握其開發技能，並能夠獨立完成基於ZigBee的物聯網項目。

评分☆☆☆☆☆

我最近正在從事一項與物聯網相關的研究，尤其對低功耗、自組網能力強的無綫技術特彆感興趣。ZigBee作為其中的佼佼者，自然是我關注的焦點。市麵上的技術資料很多，但我更偏愛那種能夠係統性地梳理技術脈絡、層層遞進的圖書。我希望這本書能夠全麵介紹ZigBee的標準、協議棧，並深入講解其在各種應用場景下的實現細節。例如，對於它的物理層和MAC層，我希望能瞭解其信道訪問機製、數據傳輸模式等；對於網絡層，我對路由發現、路由維護、網絡拓撲等內容充滿好奇；而應用層，我則期待看到關於集群庫、設備配置文件等方麵的詳細闡述。此外，本書若能提供一些關於ZigBee收發器硬件選型、功耗優化策略以及與其它物聯網技術（如Wi-Fi、藍牙）的集成方案，那就更具價值瞭。我希望通過閱讀這本書，能夠對ZigBee的整體架構和運行機製有一個深刻的理解，並能將其應用到我的實際研究和開發中，為物聯網的發展貢獻自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我量身定做的！最近我一直在為我的智能傢居項目尋找一種穩定可靠的無綫通信方案，對各種技術都做瞭些瞭解，ZigBee的名字齣現的頻率非常高。市麵上關於ZigBee的書籍也確實不少，但很多要麼過於理論化，要麼就隻停留在概念介紹，很難真正上手。我一直渴望找到一本能夠深入講解ZigBee底層原理，同時又提供豐富實踐指導的書。我希望它能詳細闡述ZigBee的各個層協議，比如MAC層、網絡層、應用層，以及它們是如何協同工作的。最好還能對Mesh網絡的構建、路由選擇、功耗管理等關鍵技術有深入的剖析。當然，如果能提供實際的硬件選型建議，以及在不同應用場景下的開發實例，那就再完美不過瞭。我期待這本書能讓我理解ZigBee的工作機製，掌握其核心技術，並且能夠自信地將其應用到我的項目中，解決實際遇到的問題。我非常希望它能成為我解決ZigBee技術難題的“百科全書”和“實操手冊”，讓我不再為選擇技術而迷茫，而是能夠快速高效地實現我的想法，讓我的智能傢居真正智能化、無綫化。