ZIGBEE无线智能信息处理的LED路灯控制系统设计与开发(12)
（8.） 抗干扰能力强。802.15.4 的物理层采用直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS)技术，具有良好的抗干扰能力。
（9.） 时延短。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(典型为4us)。
ZigBee 技术应用非常广泛，当前主要应用于环境监测、工业控制、医疗护理、智能家居、智能交通等领域，通常只要符合以下条件之一的应用，就可以考虑采用 ZigBee技术[11]。
需要数据采集或监控的网点多；
需求传输的数据量不大，要求设备的成本低；
要求数据传输可靠性高，安全性能好；
无线传感器网络；
设备体积小，不便放置较大体积电源模块或充电电池，采用电池供电；
地形复杂，监测点多，需要较大的网络覆盖；
现有移动网络的覆盖盲区；
使用移动网络进行低数据量传输的远程监控系统；
使用 GPS 效果差或成本高的局部区域移动目标定位应用；
LED路灯的监控系统就符合上述诸多条件，因此本系统采用的 ZigBee 技术很符合应用要求，是未来路灯监控系统的发展方向。
相对于现有的其它无线通信技术，ZigBee 技术结构简单、成本低廉。在结构上，它主要分为物理层、媒体介质访问控制层、网络层、安全层、应用层等层次，如图5- 1所示。
图5- 1 ZigBee 体系结构模型
Fig.5- 1 ZigBee system structure model
5.2 ZigBee 协议架构概述
ZigBee 协议栈是在 IEEE 802.15.4 标准的基础上建立的，采用分层结构，每层为其上层提供一组服务：数据服务实体提供数据传输服务；管理服务实体提供其他所有服务。每个服务实体通过服务访问接入点(ServicesAccess Point, SAP)对其上层提供接口，每 SAP 都支持一定数量的服务原语来实现所需功能[22]。
如图5- 2所示，ZigBee 协议栈分层架构是在 OSI(open Systems Interconnection)七层模型的基础上根据市场和应用的实际需要定义的[22]。其中物理层(Physical Layer,PHY)和媒体接入控制层(Medium Access Control Layer，MAC)由 IEEE802.15.4-2003 标准定义，ZigBee 联盟在此基础上定义了网络（Network Layer, NWK）和应用层（Application Layer，APL)以及安全服务规范。应用层APL由应用支持子层（ApplicationSupport Sub-layer，APS )和 ZigBee 设备对象(ZigBee Device Object, ZDO)以及制造商制定的应用对象(Application Object)组成。
图5- 2 ZigBee 协议栈体系结构图
Fig.5- 2 ZigBee protocol stack system structure
在分层协议中，SAP 是层与层之间的唯一接口，至于具体的服务则是以通信原语的形式供上层调用的。在调用下层服务时，只需遵循统一的原语规范，而无需去了解原语的处理过程。这样就做到了层与层之间的数据的透明传输。层与层之间的通信原语可分为四种[5]，它们之间关系如图5- 3所示。
Request：请求原语，用于上层对本层请求指定的服务。
Confirm：确认原语，用于本层响应上层发出的请求原语。
Indication：指示原语，由本层发给上层用来指示本层的某一内部事件。
Response：响应原语，用于上层响应本层发出的指示原语。
图5- 3层间通信关系图
Fig.5- 3 Interlayer communication relationship chart
5.3 物理层规范
IEEE 802.15.4 PHY 层主要的功能有：无线收发器的开通和关闭、信道能量检测(ED)、信道选择、链路质量检测(LQI)、空闲信道评估(CCA)以及通过物理信道对数据包进行发送和接收等[23]。