當今世界通訊技術迅猛發展，隨著Internet的迅速發展和個人對資料通訊需求的快速增長，全球通訊產業技術的發展呈現三大趨勢：無線化、寬頻化和IP化。網際網路業務的發展推動了市場對寬頻網路的需求，寬頻使用者數量在全球呈現出非常強勢的增長態勢。在眾多的寬頻技術中，無線技術尤其是移動通訊技術成為近年來通訊技術市場的最大亮點，是構成未來通訊技術的重要組成部分。

　　Zigbee是基於IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協議。根據這個協議規定的技術是一種短距離、低功耗的無線通訊技術。這一名稱來源於蜜蜂的八字舞，由於蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位資訊，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通訊網路。其特點是近距離、低複雜度、自組織、低功耗、高資料速率。主要適合用於自動控制和遠端控制領域，可以嵌入各種裝置。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。

　　一、ZigBee技術的起源與發展

　　在介紹ZigBee之前，要先提一下他的前輩——藍芽，在藍芽技術的使用過程中，人們發現藍芽技術儘管有許多優點，但仍存在許多缺陷。對工業，家庭自動化控制和工業遙測遙控領域而言，藍芽技術顯得太複雜，功耗大，距離近，組網規模太小等，而工業自動化，對無線資料通訊的需求越來越強烈，而且，對於工業現場，這種無線資料傳輸必需是高可靠的，並能抵抗工業現場的各種電磁干擾。因此，經過人們的長期努力， Zigbee協議在2003年於美國正式問世了。

　　Zigbee的前身是1998年由 INTEL、lBM等產業巨頭髮起的“ Homerflite”技術;2000年12月成立了工作小組起草EEE802.154標準， Zigbee聯盟成立於2001年8月。

　　2002年下半年，英國 vensys公司、日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導體公司四大巨頭共同宣佈加盟“ Zigbee聯盟”，以研發名為“ Zigbee”的下一代無線通訊標準，這事件成為該項技術發展過程中的里程碑。

　　2004年12月 Zigbee10標準(又稱為 Zigbee2004)敲定，這使得 Zigbee有了自己的發展基本標準。

　　2005年9月公佈 Zig bee1.0標準並提供下載。在這一年裡，華為技術有限公司和BM公司加入了 Zigbee聯盟。但是基於該版本的應用很少，與後面的版本也不相容。

　　2006年12月進行標準修訂，推出 Zigbee1.1版(又稱為 Zigbee2006)。該協議雖然命名為 Zigbee1.1，但是與 Zigbee10版是不相容的

　　2007年10月完成再次修訂(稱為 Zigbee2007/PRO)。能夠相容之前的 Zigbee2006版本，並且加入了 Zibgeepro部分，此時 Zig beel聯盟更加專注於以下三個方面：家庭自動化、建築商業大樓自動化、先進抄表基礎建設。

　　二、ZigBee的技術原理

　　ZigBee是一個由可多到65000個無線數傳模組組成的一個無線數傳網路平臺，十分類似現有的行動通訊的CDMA網或GSM網，每一個ZigBee網路數傳模組類似行動網路的一個基站，在整個網路範圍內，它們之間可以進行相互通訊;每個網路節點間的距離可以從標準的75米，到擴充套件後的幾百米，甚至幾公里;另外整個ZigBee網路還可以與現有的其它的各種網路連線。例如，你可以透過網際網路在北京監控雲南某地的一個ZigBee控制網路。

　　ZigBee網路主要是為自動化控制資料傳輸而建立，而行動通訊網主要是為語音通訊而建立;每個移動基站價值一般都在百萬元人民幣以上，而每個ZigBee"基站"卻不到1000元人民幣;每個ZigBee 網路節點不僅本身可以與監控對物件，例如感測器連線直接進行資料採集和監控，它還可以自動中轉別的網路節點傳過來的資料資料; 除此之外，每一個ZigBee網路節點(FFD)還可在自己訊號覆蓋的範圍內，和多個不承擔網路資訊中轉任務的孤立的子節點(RFD)無線連線。

　　每個ZigBee網路節點(FFD和RFD)可以可支援多到31個的感測器和受控裝置，每一個感測器和受控裝置終可以有8種不同的介面方式。可以採集和傳輸數字量和模擬量。

　　三、ZigBee技術的特點

　　ZigBee技術是一種近距離、低複雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用於距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子裝置之間進行資料傳輸以及典型的有周期性資料、間歇性資料和低反應時間資料傳輸的應用。

　　自從馬可尼發明無線電以來，無線通訊技術一直向著不斷提高資料速率和傳輸距離的方向發展。例如：廣域網範圍內的第三代行動通訊網路(3G)目的在於提供多媒體無線服務，區域網範圍內的標準從IEEE802.11的1Mbit/s到IEEE802.11g的54Mbit/s的資料速率。而ZigBee技術則致力於提供一種廉價的固定、便攜或者移動裝置使用的極低複雜度、成本和功耗的低速率無線通訊技術。

　　四、這種無線通訊技術具有如下特點：

　　功耗低

　　工作模式情況下，ZigBee技術傳輸速率低，傳輸資料量很小，因此訊號的收發時間很短，其次在非工作模式時，ZigBee節點處於休眠模式。裝置搜尋時延一般為30ms，休眠啟用時延為15ms，活動裝置通道接入時延為15ms。由於工作時間較短、收發資訊功耗較低且採用了休眠模式，使得ZigBee節點非常省電，ZigBee節點的電池工作時間可以長達6個月到2年左右。同時，由於電池時間取決於很多因素，例如：電池種類、容量和應用場合，ZigBee技術在協議上對電池使用也作了最佳化。對於典型應用，鹼性電池可以使用數年，對於某些工作時間和總時間(工作時間+休眠時間)之比小於1%的情況，電池的壽命甚至可以超過10年。

　　資料傳輸可靠

　　ZigBee的媒體接入控制層(MAC層)採用talk-when-ready的碰撞避免機制。在這種完全確認的資料傳輸機制下，當有資料傳送需求時則立刻傳送，傳送的每個資料包都必須等待接收方的確認資訊，並進行確認資訊回覆，若沒有得到確認資訊的回覆就表示發生了碰撞，將再傳一次，採用這種方法可以提高系統資訊傳輸的可靠性。同時為需要固定頻寬的通訊業務預留了專用時隙，避免了傳送資料時的競爭和衝突。同時ZigBee針對時延敏感的應用做了最佳化，通訊時延和休眠狀態啟用的時延都非常短。

　　網路容量大

　　ZigBee低速率、低功耗和短距離傳輸的特點使它非常適宜支援簡單器件。ZigBee定義了兩種器件：全功能器件(FFD)和簡化功能器件(RFD)。對全功能器件，要求它支援所有的49個基本引數。而對簡化功能器件，在最小配置時只要求它支援38個基本引數。一個全功能器件可以與簡化功能器件和其他全功能器件通話，可以按3種方式工作，分別為：個域網協調器、協調器或器件。而簡化功能器件只能與全功能器件通話，僅用於非常簡單的應用。一個ZigBee的網路最多包括有255個ZigBee網路節點，其中一個是主控(Master)裝置，其餘則是從屬(Slave)裝置。若是透過網路協調器(Network Coordinator)，整個網路最多可以支援超過64000個ZigBee網路節點，再加上各個Network Coordinator可互相連線，整個ZigBee網路節點的數目將十分可觀。

　　相容性

　　ZigBee技術與現有的控制網路標準無縫整合。透過網路協調器(Coordinator)自動建立網路，採用載波偵聽/衝突檢測(CSMA-CA)方式進行通道接入。為了可靠傳遞，還提供全握手協議。

　　安全性

　　Zigbee提供了資料完整性檢查和鑑權功能，在資料傳輸中提供了三級安全性。第一級實際是無安全方式，對於某種應用，如果安全並不重要或者上層已經提供足夠的安全保護，器件就可以選擇這種方式來轉移資料。對於第二級安全級別，器件可以使用接入控制清單(ACL)來防止非法器件獲取資料，在這一級不採取加密措施。第三級安全級別在資料轉移中採用屬於高階加密標準(AES)的對稱密碼。AES可以用來保護資料淨荷和防止攻擊者冒充合法器件，各個應用可以靈活確定其安全屬性。

　　實現成本低

　　模組的初始成本估計在6美元左右，很快就能降到1.5-2.5美元，且Zigbee協議免專利費用。目前低速低功率的UWB晶片組的價格至少為20美元。而ZigBee的價格目標僅為幾美分。低成本對於ZigBee也是一個關鍵的因素。

　　時延短

　　通訊時延和從休眠狀態啟用的時延都非常短，典型的搜尋裝置時延30ms,休眠啟用的時延是15ms, 活動裝置通道接入的時延為15ms。因此ZigBee技術適用於對時延要求苛刻的無線控制(如工業控制場合等)應用。

　　五、ZigBee的技術應用

　　作為一種低速率的短距離無線通訊技術，ZigBee有其自身的特點，因此有為它量身定做的應用，儘管在某些應用方面可能和其他技術重疊。ZigBee可能的一些應用，包括智慧家庭、工業控制、自動抄表、醫療監護、感測器網路應用和電信應用。

　　智慧家居

　　家裡可能都有很多電器和電子裝置，如電燈、電視機、冰箱、洗衣機、電腦、空調等等，可能還有煙霧感應、報警器和攝像頭等裝置，以前我們最多可能就做到點對點的控制，但如果使用了ZigBee技術，可以把這些電子電器裝置都聯絡起來，組成一個網路，甚至可以透過閘道器連線到Internet，這樣使用者就可以方便的在任何地方監控自己家裡的情況，並且省卻了在家裡佈線的煩惱。

　　工業控制

　　工廠環境當中有大量的感測器和控制器，可以利用ZigBee技術把它們連線成一個網路進行監控，加強作業管理，降低成本。

　　自動抄表

　　抄表可能是大家比較熟悉的事情，像煤氣表、電錶、水錶等等，每個月或每個季度可能都要統計一下讀數，報給煤氣、電力或者供水公司，然後根據讀數來收費。現在在大多數地方還是使用人工的方式來進行抄表，逐家逐戶的敲門，很不方便。而ZigBee可以用於這個領域，利用感測器把表的讀數轉化為數字訊號，透過ZigBee網路把讀數直接傳送到提供煤氣或水電的公司。使用ZigBee進行抄表還可以帶來其它好處，比如煤氣或水電公司可以直接把一些資訊傳送給使用者，或者和節能相結合，當發現能源使用過快的時候可以自動降低使用速度。

　　醫療監護

　　電子醫療監護是最近的一個研究熱點。在人體身上安裝很多感測器，如測量脈搏、血壓，監測健康狀況，還有在人體周圍環境放置一些監視器和報警器，如在病房環境，這樣可以隨時對人的身體狀況進行監測，一旦發生問題，可以及時做出反應，比如通知醫院的值班人員。這些感測器、監視器和報警器，可以透過ZigBee技術組成一個監測的網路，由於是無線技術，感測器之間不需要有線連線，被監護的人也可以比較自由的行動，非常方便。

　　感測器網路應用

　　感測器網路也是最近的一個研究熱點，像貨物跟蹤、建築物監測、環境保護等方面都有很好的應用前景。感測器網路要求節點低成本、低功耗，並且能夠自動組網、易於維護、可靠性高。ZigBee在組網和低功耗方面的優勢使得它成為感測器網路應用的一個很好的技術選擇。

　　電信應用

　　在2006年初的時候，義大利電信就宣佈她研發了一種集成了ZigBee技術的SIM卡，並命名為“ZSIM”[5]。其實這種SIM卡只是把ZigBee整合在電信終端上的一種手段。而ZigBee聯盟也在2007年4月釋出新聞，說聯盟的成員在開發電信相關的應用[6]。如果ZigBee技術真得可以在電信領域開展起來，那麼將來使用者就可以利用手機來進行移動支付，並且在熱點地區可以獲得一些感興趣的資訊，如新聞、折扣資訊，使用者也可以透過定位服務獲知自己的位置。雖然現在的GPS定位服務已經做得很好，但卻很難支援室內的定位，而ZigBee的定位功能正好彌補這一缺陷。

1、 簡介：ZigBee是基於IEEE802.15.4標準的低功耗區域網協議。根據國際標準規定，ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通訊技術。這一名稱（又稱紫蜂協議）來源於蜜蜂的八字舞，由於蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位資訊，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通訊網路。其特點是近距離、低複雜度、自組織、低功耗、低資料速率。主要適合用於自動控制和遠端控制領域，可以嵌入各種裝置。

簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。ZigBee是一種低速短距離傳輸的無線網路協議。ZigBee協議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網路層(NWK)、應用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE 802.15.4標準的規定。

2、使用：zigbee 是一種通訊協議，具體的使用這種協議，需要藉助具體的硬體平臺，如TI的cc2530等zigbee射頻晶片來實現，zigbee協議如果需要實現的話，在晶片上進行程式設計就可以了，不過實現zigbee協議，TI用了好幾百萬行程式碼，來實現，所以，不建議個人編寫，可以在瞭解z-stack（TI實現的zigbee）基礎上，進行修改，從而完成自己的專案

ZigBee譯為"紫蜂"，它與藍芽相類似。是一種新興的短距離無線通訊技術，用於感測控制應用(Sensor and Control)。由IEEE 802.15工作組中提出，並由其TG4工作組制定規範。

2001年8月，ZigBee Alliance成立。

2004年，ZigBee V1.0誕生。它是Zigbee規範的第一個版本。由於推出倉促，存在一些錯誤。

2006年，推出ZigBee 2006，比較完善。

2007年底，ZigBee PRO推出。

2009年3月，Zigbee RF4CE推出，具備更強的靈活性和遠端控制能力。

2009年開始，Zigbee採用了IETF的IPv6 6Lowpan標準作為新一代智慧電網Smart Energy(SEP 2.0)的標準，致力於形成全球統一的易於與網際網路整合的網路，實現端到端的網路通訊。隨著美國及全球智慧電網的建設，Zigbee將逐漸被IPv6/6Lowpan標準所取代。

ZigBee的底層技術基於IEEE 802.15.4，即其物理層和媒體訪問控制層直接使用了IEEE 802.15.4的定義。

zigbee，是為美軍單兵作戰發想起來的系統，節點間可以自動組網，接力傳輸，節點消失，可以再行組網，備有加密措施，無線功率測監測，抗干擾跳頻等。另外，系統價格比較便宜。

Zigbee®由Zigbee聯盟制定的網路協議，用於低成本、低功耗、無線控制和監控解決方案。Zigbee在IEEE®802.15.4標準的基礎上設計，是一種自愈、安全和穩健的網狀網協議，可擴充套件到更大範圍內的數百個節點。Zigbee網路可以參與“物聯網”(IOT)，支援透過智慧電話、平板電腦和膝上型電腦等聯網裝置遠端監測和控制網路節點。