数字热本与变用
应用研究
基于 Zigbee 的 2.4GHZ 的 RFID 系统的研究
董毅
(云南旅游职业学院云南昆明650221)
摘要：常见射频识别技术存在灵活性差、数据传输距离较短、数据传输的安全性差以及设备的成本较高等缺点。ZigBee无线通信技术与射频识别系统相结含能构建一套基于ZigBee网络的无线射频识别系统,本文介绍了Zigbee组网技术和Zigbee的协议栈的主要内客采用CC2530作为RFID 的标签、阅读器的微处理器和射频芯片，完成多种数据的采集。
关键调:ZigBee RFID CC2530
中图分类号:TP27
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2014)01-0061-03
RFID射频识别技术是利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。RFID系统可分为阅读器、天线和标签三大组件。传统RFID标签由耦合元件、芯片及微型天线组成，每个标签内部存有唯一的电子编码，附着在物体上，用来标识目标对象。标签进人RFID阅读器扫描场以后，接收到阅读器发出的射频信号，凭借感应电流获得的能量发送出存储在芯片中的电子编码。面主动式标签本身具有内部电源，用以供应内部IC所需电源以产生对外讯号，主动式标签并不只是简单的识别目标，同时还可以传送其他的附加讯息，本文论述了利用Zigbee组网技术实现2.4GHz频
段上RFID系统，从面实现较多标签上传输传感器采集的信号。 1ZigBee组网技术
ZigBee，是IEEE802.15.4协议规定的一种短距离.低功耗的无线通信技术，所使用的频率范围分别为2.4GHz和868/915MHz。 Zigbee2.4GHz波段为全球统一，无需申请的ISM频段，有助于 ZigBee设备的推广和生产成本的降低2.4GHz的物理层通过采用 16相调制技术，能够提供250kbit/s的传输速率，从面提高了数据吞吐量，减小了通信时延，缩短了数据收发的时间。Zigbee网络有三种逻辑设备类型：Coordinator(协调器)、Router(路由器)和End-Device(终端设备)，网络是由一个Coordinator以及多个Router和多个End-Device组成。协调器是Zigbee网络的启动装置，选择一个通道和一个网络识别号然后启动网络。路由器的功能是允许其他设备加人网络，具有多跳路由功能，协助其所属的终端设备完成通信。终端设备不承担维护网络结构责任，只是通过它来完成具体数据采集。Zigbee具有星型、树型和网状多种类型的网络拓扑结构。星型网络由ZigBee协调器的设备控制，ZigBee协调器负责发起和维护网络中所有其它设备，直接与ZigBee协调器通信。在网状和树型拓扑中， ZigBee协调器负责启动网络，但是网络可以通过使用ZigBee路由器
阅读器
读
协调器
阅读
进行扩展。将Zigbee技术应用在RFID系统中可以构成RFID的网
络，可以满足众多标签的实际应用，如图1所示。 2Zlgbee协议栈
Zigbee的协议也是采用分层结构，包括了PHY层，MAC层、网络层NWK.应用层和安全服务提供层。物理层是协议的最底层，承担着和外界直接作用的任务。它采用扩频通信的调制方式，控制RF(radio frequency射频)收发器工作。MAC层负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束，采用了CSMA/CA磁撞避免机制和完全确认的数据传输机制，保证了数据的可靠传输。网络层建立新的网络、处理节点的进人和离开网络、根据网络类型设置节点的协议堆栈，使网络协调器对节点分配地址、保证节点之闻的同步、提供网络的路由。应用层主要根据具体应用由用户开发。它维持器件的功能属性，发现该器件工作空间中其他器件的工作，并根据服务和需求在多个器件之间进行通信。ZigBee的应用层由应用子层(APS subdayer)、设备对象(ZDO)组成。APS子层的作用包括维护绑定表(绑定表的作用是基于两个设备的服务和需要把它们绑定在一起)在绑定设备间传输信息。ZDO的作用包括在网络中定义一个设备的作用(如定义设备为协调者或为路由器或为终端设备)发现网络中的设备并确定它们能提供何种服务、起始或回应绑定需求以及在网络设备中建立一个安全的连接
2.1 Zigbee设备的地址
Zigbee设备有两种类型的地址，一个是64-bitIEEE地址和一个 16-bit地址，64-bit地址是由设备制造商设定的全球唯一的地址，16 bit地址是设备加人网络时的地址。网络地址的分配在Zigbee2007中采用树形结构地址,树形地址使一个设备的地址是通过该设备的父设备获得一个唯一的全网地址。ZigbeePRO使用的是随机地址，当-个设备加人时，该设备从其父地址获得一个随机的地址，如果检测到有地址冲突，那就改变其地址，然后重新检测是否有地址冲突，直
嵌人式网关
阅读器
图1RFID网络