概论：微波与扩频通信.ppt

,微波通信技术,第一部分、微波通信第二部分、扩频通信,第一部分、微波通信概述,1、微波通信概念2、微波通信特点3、微波通信发展4、微波通信原理5、微波通信应用,微波枢纽站,1、微波通信概念,无线电频段的划分长波30300KHz中波3003000KHz短波330MHz超短波30300MHz微波300MHz300GHz波长与频率的关系,入,入C/,入C/F,1、微波通信概念,微波中继通信的定义工作在300MHz300GHz的频率范围，采用无线通信方式，以接力的形式达到长距离传送信息叫微波中继通信。,微波中继通信示意图,2、微波通信特点,特点1通信稳定，与短波通信相比传播稳定受外界干扰小，但会受到地形、地物及气候等影响,2、微波通信特点,特点2容量大长波、中波和短波总共带宽只有30MHz，而微波带宽有300GHz，是前三者总和的1000倍,2、微波通信特点,特点3抗自然灾害能力强与有线通信网相比是有优势的。并且微波通信系统建设速度快，易于组网,3、微波通信发展,无线通信是微波通信得以实现的基础。1901年马可尼使用800KHz中波无线电完成了人类第一次跨越大西洋的无线电通信，开创了人类无线通信的新纪元。,3、微波通信发展,在20世纪30年代中期，世界上出现了第一个商用模拟无线电通信系统。采用甚高频（VHF）频段。二战期间，出现了特高频（UHF）的军用无线通信系统。,3、微波通信发展,20世纪50年代才出现了真正意义上的微波通信系统。美国纽约-旧金山的商用微波通信系统采用4GHz的频段，能承载480路模拟话音，通过100多个中继站，第一次实现了长距离、中等容量的通信。,3、微波通信发展,随着电子技术的发展，模拟微波通信的性能不断提高，容量增大,随着数字技术和时分复用技术的出现，数字微波通信系统逐步取代了模拟系统。,3、微波通信发展,我国早在1955年就开展了微波通信技术的研究工作，进行了与微波技术相关的开发、引进和应用工作。60年代，用于邮电系统的微波通信干线达10000km。,3、微波通信发展,70年代中期，由于数据传输的保密要求，我国也开始了数字微波通信系统的研究。1978年3月2GHz120路，6GHz120路数字微波通信系统研制成功，并应用于川汉输气工程。,3、微波通信发展,1998年，我国研制的同步数字微波通信系统M-2000各项技术指标已达到或接近国际先进水平,3、微波通信发展,数字微波通信系统的特点：1、抗干扰能力强采用检测、再生、纠错等技术手段，消除了模拟微波噪声和干扰逐级累积的问题。,3、微波通信发展,2、保密性能好由于信号的数字化，很方便在信号发送端加入密码，接收端按照相同的规律解除密码，从而解决了模拟微波通信系统保密性差的问题。,3、微波通信发展,3、便于组成数字通信网由于数字微波传输的是数字信号，可以直接在数字通信网上传输，计算机控制各种信息的交换容易。而模拟微波系统是做不到的。,3、微波通信发展,4、设备可靠集成电路和计算机技术的高速发展，集成电路的集成度不断提高，功耗不断降低，也使得数字微波通信设备的可靠性和稳定性得到提高。,3、微波通信发展,5、抗自然灾害能力强与模拟微波通信系统一样，与同轴电缆和光纤通信系统相比，数字微波通信系统具有更强的抵御自然灾害的能力。,4、微波通信原理,数字微波通信系统线路组成,终端站,终端站,终端站,中继接力站,中继接力站,枢纽站,4、微波通信原理,功率放大器,功率放大器,馈线,双工器,天线,上变频器,调制器,调制器,多路复用设备,用户终端设备,发信机结构示意图,发信机,4、微波通信原理,功率放大器,低噪声放大,馈线,双工器,天线,下变频器,调制器,解调器,多路复用设备,用户终端设备,收信机结构示意图,收信机,4、微波通信原理,微波通信的频率设置为了提高系统的传输效率，节省频率资源，在微波通信系统中要采用复用技术。,4、微波通信原理,微波站1,微波站2,微波站3,微波站N,f1,f2,f2,f1,f1,f1,f2,f2,单信道设置的二频制方案,5、微波通信应用,电视传输在50年代至80年代，它曾为电视广播节目的长距离传输和城市间电视节目的交换，促进电视广播事业的发展立下了汗马功劳。通信传输在此期间，与平衡电缆，同轴电缆的载波通信系统一起，同时承担长途电信业务的传输。,5、微波通信应用,电信部门已建成大容量，长距离一级干线25000km，其中数字微波5100km，模拟电路占主导，在“九五”期间改为数字电路。铁路部门已开通微波线路2000km以上，到“九五”末全路干线微波达到10000km。同时采用小容量数字微波解决大城市地区用户接入、小容量局间中继、工程通信和局间通信。,5、微波通信应用,邮递员工作照,铁路职工列队照,5、微波通信应用,电力部门建成了10多条数字微波电路，初步形成以北京为中心的全国性电力微波通信干线网。已开通数字微波电路33000km。其它部门广电、石油、煤炭等部门的微波专用网，除了广电部用于电视传输的电路多为8G的模拟电路外，其余为数字电路。总之，各部门专用微波电路总长150000km。,5、微波通信应用,数字微波通信系统主要应用场合1、作为干线光纤传输的备份和补充2、应用于一些环境特殊的场合3、城市内的短距离支线连接,第二部分：扩频通信,一、扩频通信基本概念二、扩频通信发展历史三、扩频通信理论基础四、扩频通信主要特点五、扩频通信工作原理,一、扩频通信基本概念,扩频通信基本定义扩频通信是扩展频率通信的简称，指用来传输信息的射频带宽远大于信息本身带宽的一种通信方式。,1、扩频通信基本概念,频带宽度：它是一种信息传输方式，但传输信号所占用的带宽远大于所传信息必需的最小带宽；扩频方法：通过一个独立的码序列来完成，与所传信息数据无关；解扩方法：用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。,2、解释信号频谱被展宽,扩频通信：传输信号所占用的带宽(W)远大于原始信息本身实际所需的最小(有效)带宽(F)，其比值称为处理增益Gp:,常规通信通常尽量采用大体相当的带宽信号来传输信息。如用调幅信号来传送语音信息，其带宽为语音信息带宽的两倍；,3、解释采用伪随机码调制,时频关系（傅立叶变换）在时间上有限的信号，其频谱是无限的。例如很窄的脉冲信号，其频谱则很宽。信号的频带宽度与其持续时间近似成反比。1微秒的脉冲的带宽约为1MHz。调制方法如果用很窄的脉冲序列被所传信息调制，则可产生很宽频带的信号。,4、接收端相关解调解扩,解扩方法在接收端则用与发送端相同的扩频码序列与收到的扩频信号进行相关解调，恢复所传的信息。这种相关解调起到解扩的作用。即把扩展以后的信号又恢复成原来所传的信息。扩频目的这种在发端把窄带信息扩展成宽带，而在收端又将其解扩成窄带信息的处理过程，会带来一系列好处。,二、扩频发展历史,1、扩频通信思想产生2、扩频通信实现思路3、扩频通信实用产品4、扩频通信迅速发展,1、扩频通信思想的产生,海蒂.拉玛，1914年9月9日出生于奥地利的维也纳，父亲是当地知名的银行家，母亲是一名钢琴家。她因迷上了表演，跟随著名戏剧导演马克思莱因哈特到柏林学习表演。曾被誉为“世界上最美丽的女人”。因32年主演第一部的电影神魂颠倒而全球闻名。1966年出版争议性自传后消失于影坛。因发明跳频通信被誉为“跳频扩频通信之母”。,1914一2000,1、扩频通信思想的产生,产生背景：二战初期拉玛（Lamarr）为了防止德国窃听到美国用于指挥鱼雷攻击德国军舰的无线电信号，想到跳频扩频的方法。基本想法：采用某种传送方法，使传送信号随机地从一个频道跳到另一个频道，从而阻止敌人通过获知无线电信号的发送频道来窃听。,2、扩频通信实现思路,思想的实施拉玛和安塞尔开始完善这个想法。遇到问题鱼雷的接收器如何知道什么时候应该监听什么频道呢？安塞尔（Antheil）设计了一种方案，来同步跳频接收器和跳频发送器。具体方法利用一个长的呈现随机变化的频道模式向鱼雷发送信号，接收器知道这个秘密的跳频模式，所以它可以在每一时刻都注意收听正确的频道。,1、扩频通信思想的产生,关于同步问题安塞尔提出，可以用他在欧洲期间曾尝试过的对16部同步演奏的自动钢琴进行调节的类似方式来调节无线电频率。,自动钢琴很象老式计算机，通过读入编好码的打孔纸带来演奏，实现跳频技术时也选用了类似自动钢琴上使用的打孔纸带来同步信道，甚至连信道数都参考了钢琴键的数目88个。,3、扩频通信实用产品,实用产品50年代，开始跳频技术的实验，利用新型的电子部件代替了最初的机械系统。并在1962年古巴危机时首次应用中取得了极大的成功。民用化80年代中期，美国军方公开了扩频技术，许多商业公司将它用于消费类电子产品。,导弹危机事件,时间：1962年10月地点：古巴境内事件：围绕前苏联在古巴布置导弹，美苏两国之间大有战争一触即发的架势,美国前总统肯尼迪,前苏联领导人赫鲁晓夫,4、扩频通信飞速发展,CDMA商用化90年代初期，美国高通公司解决了CDMA商用化中的基本问题，并制订了IS95窄带CDMA标准。CDMA特点频谱效率高（GSM的34倍）话音质量好（抗干扰能力强）掉话率低基站覆盖面广,三、扩频通信理论基础,1、仙农（shannon）公式2、仙农(shannon)定理3、哈尔凯维奇定理,三、扩频通信理论基础,1940年获得MIT数学博士学位和电子工程硕士学位。通信数学原理和噪声下的通信两篇论文成为信息论的奠基性著作，使他成为信息论的创始人。,克劳德.仙农（1916-2001）,1、仙农公式,CWlog2(1十S/N)C信道容量，W信道带宽；S信号功率，N白噪声功率；仙农（Shannon）美国数学家，信息论的创始人，在1948年发表了通信的数学理论。,2、仙农定理,仙农定理在高斯噪声的干扰下，在限平均功率的信道上，实现有效和可靠通信的最佳信号是具有白噪声统计特性的信号。实现难点理想白噪声信号的产生，加工和复制一直存在困难。可以用伪随机序列来代替，它们的统计特性近似于高斯白噪声。,3、哈尔凯维奇定理,定理克服多径衰落干扰的影响，信道中传输的最佳信号形式具有白噪声统计特性。推论扩频函数（伪随机序列）逼近白噪声的统计特性，因而扩频通信又具有抗多径干扰能力。哈尔凯维奇50年代，前苏联数学家，证明了定理；,4、性能指标处理增益,基本定义频带扩展后的信道带宽W与频谱扩展前的信息带宽F之比：,4、性能指标处理增益,增益原理在扩频通信系统中，接收机作扩频解调后，只提取伪随机编码相关处理后的带宽为F的信息，而排除掉宽频带W中的外部干扰、噪音和其地用户的通信影响。处理增益Gp反映了扩频通信系统信噪比改善的程度。,4、性能指标抗干扰容限,基本定义抗干扰容限是指扩频通信系统能在多大干扰环境下正常工作的能力，定义为：注意Mj-抗干扰容限，Gp-处理增益，(SN)-信息数据被正确解调而要求的最小输出信噪比，Ls-接收系统的工作损耗,4、性能指标抗干扰容限,举例说明一个扩频系统的处理增益为35dB要求误码率小于l05的信息数据解调的最小的输出信噪比(S/N)out10dB，系统损耗Ls3dB，则干扰容限Mj35(103)22dB这说明，该系统能在干扰输入功率电平比扩频信号功率电平高22dB的范围内正常工作。也就是说信号在噪声湮没下也能够正常工作。,四、扩频通信的主要特点,1、易于频率重用2、抗干扰性强3、隐蔽性好4、实现码分多址5、抗多径干扰6、能精确地定时和测距7、适合多种业务8、安装简便易于维护,1、易于频率重用,频率重用扩频通信发送功率极低，采用了相关接收技术，易于在同一地区重复使用同一频率,由于可工作在信道噪声和热噪声背景中，也可与现今各种窄道通信共享同一频率资源。所以，扩频通信不需申请频率，任何个人与单位可以无执照使用。绿色手机发射功率的对于移动通信意味着节省电源以及对人体的影响也很小。,2、抗干扰性强，误码率低,扩频通信在空间传输时所占有的带宽相对较宽，而收端又采用相关检测的办法来解扩，使有用宽带信息信号恢复成窄带信号，而把非所需信号扩展成宽带信号，然后通过窄带滤波技术提取有用的信号。抗干扰原理对于各种干扰信号，因其在收端的非相关性，解扩后窄带信号中只有很微弱的成份，信噪比很高，因此抗干扰性强。,2、抗干扰性强，误码率低,误码率由于扩频系统这一优良性能，误码率很低，正常条件下可低到10-10,最差条件下约10-6，完全能满足国内相关系统对通道传输质量的要求。,3、隐蔽性好,隐蔽性由于扩频信号在相对较宽的频带上被扩展了，单位频带内的功率很小，信号湮没在噪声里，一般不容易被发现，因此说其隐蔽性好。无干扰性由于扩频信号具有很低的功率谱密度，它对目前使用的各种窄带通信系统的干扰很小。,4、可以实现码分多址,多用户共享许多用户共用宽频带，提高频带的利用率。码分多址由于在扩频通信中存在扩频码序列的扩频调制，利用各种不同码型的扩频码序列之间优良的自相关特性和互相关特性，在接收端利用相关检测技术进行解扩，则在分配给不同用户码型的情况下可以区分不同用户的信号，提取出有用信号。,5、抗多径干扰,利用扩频码的自相关特性，在接收端从多径信号中提取和分离出最强的有用信号，或把多个路径来的同一码序列的波形相加合成，都可以起到抗多径干扰的作用。,6、能精确地定时和测距,测距原理当发射出去的扩频信号在被测物体反射回来后，在接收端解调出扩频码序列，然后比较收发两个码序列相位之差，就可以精确测出扩频信号往返的时间差，从而算出二者之间的距离。测量精度决定于码片的宽度，码片越窄，扩展的频谱越宽，精度越高。,7、适合多种业务,多种业务扩频通信一般都采用数字通信、码分多址技术，适用于计算机网络，适合于数据和图象传输。,8、安装简便，易于维护,体积较小扩频通信设备是高度集成，采用了现代电子科技的尖端技术，因此，十分可靠、小巧，大量运用后成本低，安装便捷，易于推广应用。安装方便由于抗干扰能力强，比常规微波通信设备来说，安装起来相对简单。,五、扩频通信的工作原理,1、工作原理2、直接序列扩频3、直序列扩频的特点4、跳频扩频通信5、跳频扩频的特点,1、工作原理,扩频通信工作原理图,扩频通信的一般工作原理如图所示。,解调,解调,射频解调,产生扩频码序列调制信号展宽频谱,产生与发送端相同的扩频码序列进行相关解扩,2、直接序列扩频,直序列扩频DirectSequenceSpreadSpectrum，简称DS，就是直接用具有高码率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱。而在收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。,3、直序列扩频的特点,成本最高；能量消耗最大；可支持无线电小区的个数最小；发送距离较远；,4、跳率扩频通信概念,定频通信：通信系统的载波频率是固定的通信跳频通信：通信系统的载波频率是不断跳变的通信,4、跳频扩频通信跳频图案,t,f,快跳频图案,驻留时间,4、跳频扩频通信跳频图案,t,f,慢跳频图案,驻留时间,4、跳率扩频通信抗干扰,单频干扰：在某一频率上实施长时间大功率干扰,4、跳率扩频通信抗干扰,干扰：在不同时间不同频率实施大功率干扰,4、跳率扩频通信原理,混频器,调制器,滤波器,频率合成器,跳频指令发生器,信号,跳频器,时钟,跳频发送,滤波器,4、跳率扩频通信原理,混频器,输入回路,频率合成器,跳频指令发生器,跳频器,同步指令,跳频接收,解调器,信号输出,5、跳频扩频的特点,能量耗废最低；很强的抗信号干扰能力；具有最大的集成能力；发送范围小于DSSS。,蓝牙技术简介,一、背景需求二、蓝牙技术概述三、蓝牙技术的应用场合,一、蓝牙技术的背景需求,1、移动通信领域的需求；2、家用电器联网的需求；3、办公和工业联网的要求；,1、移动通信领域的需求,随身携带设备移动电话、笔记本电脑、数码相机、便携式游戏机、便携式MP3、MP4播放机等。这些设备与固定网络的数据交换并不方便。通信方式当时人们把笔记本电脑同移动电话有线连接，通过移动电话无线上网。,使用目的人们只要把移动电话放在口袋里，PDA等便可上网浏览，收发电子邮件；通过移动电话人们还可以把音乐数据自动下载到MP3播放机上，再通过无线耳机欣赏音乐。连接方式那么这些便携式设备怎样与手机连接？如果还是采用有线连接方式，需要有统一的接口，并且更换不同设备时会带来许多问题。,2、家用电器联网的需求,家电上网家用电器的上网也可以成为现实，确认保修期、销售商信息等，它们之间怎样连接？各种计费表自来水表、煤气表、电表等连结到网络上，实现自动抄表，它们又样连接？如果采用有线连接，情况会怎么样？,3、办公和工业联网的要求,移动与固定交换数据使用笔记本用户都有这样的体会，往来于家庭、办公室之间时，笔记本与固定的局域网交换数据，需要有网线联接才能实现，每次插拔很不方便。尤其是会议室开会，每人连接一个线更是不方便。如果有一种方法，只要打开计算机就可以完成以上工作，那将是非常理想的。,二、蓝牙技术概述,1、“蓝牙”由来2、“蓝牙”诞生3、“篮牙”技术指标4、“蓝牙”系统结构5、“蓝牙”通信方式6、“蓝牙”协议标准7、“篮牙”距离价格8、“蓝牙”概念样机,1、蓝牙技术和名字的由来,蓝牙技术一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。其程序写在一个9x9mm的微芯片中。,1、蓝牙技术和名字的由来,蓝牙Bluetooth名称由来中世纪斯堪第纳维亚国王的名字叫做HaraldBluetooth；他统一了四分五裂的瑞典、芬兰和丹麦，并将基督教引入了北欧，有着不朽的功劳。瑞典的爱立信公司用它来为这种无线技术命名，也许大有一统天下的含义。,2、“蓝牙”的诞生,1994年：爱立信成立了一个专项调研小组，对移动电话及其附件进行低能耗、低费用无线联接的可能性进行研究。他们的目的在于建立无线电话与PC卡、耳机及桌面设备等产品的联接。1997年：爱立信与其它设备的生产商联系并激发了他们对该项技术的浓厚兴趣。理由非常简单：对于一个成功的、真正有用的系统而言，大多数的无线设备必须使用统一的无线联接技术。,2、蓝牙的诞生（续）,1998年2月：爱立信、IBM、Intel、诺基亚、东芝等5家公司组成了一个特殊兴趣小组（SIG）。开始进行近距离无线通信技术的标准化活动。SIG成员两个最大的移动通讯公司、两个最大的手提电脑生产商，一个数字信号处理技术的领导者。共同目标建立一个全球性的小范围、无线通讯技术。即我们所说的“蓝牙Bluetooth”。,3、“篮牙”的主要技术指标,工作频段:2.042GHz2.480GHz双工方式：全双工，时分双工业务类型：支持电路交换和分组交换业务最高数据速率：1Mb/s功率：美国1mW，其他国家为100mW跳频速率：1600次/秒发射距离：一般可达10m，增加功率可达100m,4、蓝牙系统结构,5、蓝牙通信方式,通信方式支持点对点和点对多点连接。,蓝牙系统的连接方式,6、蓝牙标准,1999年7月，蓝牙公布了正式规格V1.0。遵从这一规格的移动电话和笔记本电脑将于1999年底或2000年初上市。支持企业声称要把蓝牙技术产品化的企业正与日俱增，目前蓝牙标准化团体BluetoothSIG的成员企业数已增加到800家以上。,7、传输距离与价格,价格由于采用低的传输速度和近传输距离，因此蓝牙相应设备可以实现低价格化、低耗电化。每个模块刚推出时为2030美元，随着大量生产和采用高频CMOS技术，2001年其价格可降到每个5美元。法律问题关于频率带宽的规定，各国政府也在积极进行放宽对2.4GHz频带使用的限制。,8、蓝牙技术的概念样机,第一个样机卡西欧在1999年3月于德国举行的“CeBIT99”展览会上，进行了图像传送表演，人们便可在移动电话和数码相机之间进行图像文档的传送。演示概况数码相机中的图像经由公共移动电话网送到移动电话上，再通过IrDA（红外适配器）在笔记本式机的屏幕上显示出来，整个过程用了40秒，主要时间是用在公共移动电话网上进行数据通信。,三、蓝牙技术的应用场合,1、手机与计算机相连2、可做无绳电话使用3、数据共享，办公更方便4、Internet接入5、无线免提6、同步资料7、影像传递8、其它,1、手机与计算机相连,传统连接方法目前手机多数通过IrDA红外线或串口线与计算机相连。蓝牙连接不仅方便，而且资料传送的速度更快。未来发展也许将来手机下部的连接器也会消失，或是变得更简单。,2、可做无绳电话使用,使用方法内置蓝牙芯片的手机，在家里可以当作无绳电话使用，不用双向收费，节省手机费用。当然离开屋子一段距离后便会自动切换至无线网络基站上。,3、数据共享，办公更方便,数据共享：无论是手机、计算机、PDA、打印机，或是数码相机、MP3播放器等都可以利用蓝牙技术互传语音、文字、图像、文件等。办公应用蜘蛛网式的会议室将不复存在，白板记录仪、摄影机等都可以利用蓝牙技术来简化操作。,4、Internet接入,笔记本终端内置蓝牙芯片的笔记本型计算机或手机等，不仅可以使用PSTN、ISDN、LAN、ADSL等接入，而且可以使用蜂窝式移动网络进行高速连接。,5、无线免提,无线免提笔记本型电脑具有话筒和喇叭，用蓝牙技术连接将来的手机，可使多人视频会议更为容易。免提手机也不再会是汽车独有。,6、同步资料,应用场合无论在办公室或在家里，手机或是PDA可通过蓝牙产品及相应程序，与其他设备同步。同步信息当然E-mail也可以实时接收并同步输入计算机，而且E-mail可以在飞机上完成，下机后自动发出。,7、影像传递,功能带有蓝牙功能的数码相机在拍摄完成后，影像传至手机后可直接送至世界任何一个角落，记者特别需要这一功能。当然也可以直接将影像送入打印机，即拍即现。,8、其它,其它功能蓝牙技术还可应用于键盘、鼠标、家庭网络、高速无线内部网络、电子名片等方面。,蓝牙技术存在的问题,1、电磁兼容问题工作频段对所有工、科、医无线设备全部开放2、互联互通问题标准几经反复，无法保证各厂家产品相互兼容3、保密安全问题诺基亚、爱立信曾证实蓝牙手机有被攻击危险,蓝牙技术存在的问题,4、价格偏高问题期望价格10美圆以下，而目前根本无法做到5、使用不便问题当消费者打开包装后不能做到很快可以使用6、无线局域网冲击无线局域网速率要快50多倍，距离大10倍以上,蓝牙技术的未来,蓝牙技术曾被美国网络计算杂志评为“十年来十大热门新技术”之一。由于蓝牙技术描绘的前景诱人，曾有人预测2001年的夏季蓝牙技术将席卷全球。然而，这一切并没有发生。几年来被认为会淘汰出局的蓝牙技术近一时期有出现生机。一些有影响的厂商又开始了努力，无线键盘、鼠标、蓝牙耳机正在不断推出，汽车制造商们也在蠢蠢欲动。究竟蓝牙技术向何处去？让我们拭目以待。,ZigBee技术简介,一、ZigBee背景需求二、ZigBee技术概述三、ZigBee应用场合,ZigBee背景需求,在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许多缺陷。对工业，家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言，蓝牙技术太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等。而工业自动化，对无线数据通信的需求越来越强烈，而且，对于工业现场，这种无线传输必须是高可靠的，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。,ZigBee名字的来源,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。中文名字为“紫蜂”既有音译又有意译。,ZigBee成长过程,2001年8月，ZigBeeAlliance成立。2004年，ZigBeeV1.0诞生。第一个版本。2006年，推出ZigBee2006，比较完善。2007年底，ZigBeePRO推出。2009年3月，ZigbeeRF4CE推出，具备更强的灵活性和远程控制能力。,ZigBee的基本定义,其特点是近距离、低复杂度、低功耗、高数据速率、低成本。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。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。,ZigBee技术特性,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624个月，甚至更长。（蓝牙为数周、WiFi为数小时）低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求，而且ZigBee免协议专利费。每块芯片的价格大约为2美元。,ZigBee技术特性,近距离。传输范围一般介于10100m之间，增加发射功率后可增加到13km。短时延。ZigBee的响应快，从睡眠转入工作状态只需15ms，蓝牙需要310s、WiFi需要3s。高容量。ZigBee可采用各种网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多可组成上万个节点的大网。,ZigBee技术特性,高安全。ZigBee提供了三级安全模式，防止非法获取数据并采用高级加密标准密码。免执照频段。使用工业科学医疗频段，全球通用的2.4GHz。,ZigBee无线数据传输,ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。,ZigBee无线数据传输,与CDMA网或GSM网不同，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因此，具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个ZigBee“基站”却不到1000元人民币。,ZigBee的应用前景,ZigBee并不是用来与蓝牙或者其他已经存在的标准竞争，它的目标定位于现存的系统还不能满足其需求的特定的市场，它有着广阔的应用前景。,ZigBee的应用领域,家庭和楼宇网络：空调系统的温度控制、照明的自动控制、窗帘的自动控制、煤气计量控制、家用电器的远程控制等。工业控制：各种监控器、传感器的自动化控制。商业：智能型标签等。公共场所：烟雾探测器等。农业控制：收集各种土壤信息和气候信息。医疗：老人与行动不便者的紧急呼叫器和医疗传感器等。,本讲结束，谢谢大家！,