admin / 18.04.2018

Беспроводные сети ZigBee и Thread

 Latest News EMBEE

      Information technology is rapidly evolving. Energy accounting, fire alarm, «smart home» — all of these systems need in wireless networks managing. Today we have an opportunity to abandon the outdated wiring and take advantage of wireless networks.

      If you are ready for such a decision, take a look at the intelligence module EMBEE…


     EMBEE — the only Research and Production Association in CIS, which is engaged in manufacturing and selling low-speed local radio networks. The prices of our modules are out of competition. Today you can buy almost the highest quality and inexpensive radio modems.

     In November 2006, we started to produce their own modems, which are qualitatively different from their foreign counterparts — have a reliable operating system of coordinator, router and sleeping devices on a single chip.

Intelligence Module EMBEE contains The technology ZigBee … 

      ZIGBEE — wireless technology of creation of local area radio networks for date transmission practically on any distance, at the expense of the built in relaying from one modem to another. It is based on an adapted IP protocol that allows you to maintain not only a simple wireless connection («point-to-point», «star»), but also very complicated «mesh networks». A more detailed description of our products can be found on the relevant pages of our website.


1. Reliability. Our radio networks — are devices that are automatic formation and are highly reliable data transfer.

2. Independence. Protocol ZigBee — self-organizing radio network, capable to define and optimize delivery routes data.

3. Transfer rate. EMBEE modems support optimal data rate user and fully automated maintaining of Mesh structure that best satisfies customer requirements for AMR applications and systems «smart home».

4. Ease of use. With its convenient interface of AT commands, you can easily control your modem.

5. Quality control. All the equipment that we produce, repeatedly tested and adjusted to the highest European quality standards.

      The main production facilities are located in Kiev.

If you need to buy high-quality wireless network at an affordable price, or receive competent professional advice, you can always drive up to our office or call us by phone.

zigbee tutorial | zigbee protocol,frame,PHY,MAC

This page on zigbee tutorial covers zigbee network elements coordinator and end device,zigbee protocol stack,zigbee frame structure,zigbee physical layer,MAC frames etc.


This zigbee tutorial describes everything you would like to know about Zigbee protocol stack. Now-a-days zigbee is becoming very popular for low data rate wireless applications.

Zigbee devices are used in smart energy, medical and in home automation. In smart energy applications zigbee products are used to monitor and control use of energy and water, which helps consumers save energy and water and save money too.

In medical field it is used to connect unlimited number of health monitoring devices and many more.

In home automation it controls domestic lighting, such as switches, dimmers, occupancy sensors and load controllers.

It has two bands of operation 868/915MHz and 2450MHz. 868/915 band provides about 20-40Kb/s and 2450MHz band provides about 250 kb/s data rates. In addition to this uses zigbee end devices can go to sleep mode which saves battery consumption and it also takes care of security of the information owing to security layer.

This tutorial section on zigbee basics covers following sub topics:
About zigbee   Zigbee network   Stack   PHY   frame   MAC   zigbee mesh   Bands   Conformance  AODV protocol  Products  Zigbee 3.0 tutorial 

Zigbee Network Overview:

As mentioned in the network diagram, zigbee network is comprised of coordinator(C), router(R) and end devices (E). Zigbee supports mesh-routing. For detailed information on routing protocol employed in zigbee, one may refer Ad-hoc on-demand Distance Vector Routing protocol (AODV protocol), RFC 3561

— Always first coordinator need to be installed for establishing zigbee network service, it starts a new PAN (Personal Area Network), once started other zigbee components viz. router(R) and End devices(E) can join the network(PAN). — It is responsible for selecting the channel and PAN ID. — It can assist in routing the data through the mesh network and allows join request from R and E. — It is mains powered (AC) and support child devices. — It will not go to sleep mode.

— First router needs to join the network then it can allow other R & E to join the PAN.

Rencontres Du Film Court Antananarivo

— It is mains powered (AC) and support child devices. — It will not go to sleep mode.

End Devices:
— It cannot allow other devices to join the PAN nor can it assist in routing the data through the network. — It is battery powered and do not support any child devices. — This may sleep hence battery consumption can be minimized to great extent. There are two topologies, star and mesh, as mentioned Zigbee supports mesh routing. PAN ID is used to communicate between zigbee devices, it is 16 bit number. Coordinator will have PAN ID set to zero always and all other devices will receive a 16 bit address when they join PAN. There are two main steps in completing Zigbee Network Installation. Forming the network by Coordinator and joining the network by Routers and End devices.

Forming the Zigbee Network

•  Coordinator searches for suitable RF channel which is usable and not interfering with Wireless LAN frequencies in use. This is because WLAN also operates in the same 2.4GHz bands.This is done on all the 16 channels. It is also referred as energy scan.

•  Coordinator starts the network by assigning a PAN ID to the network. Assignment is done in two ways. Manual (pre configured) and dynamic (obtained by checking other PAN IDs of networks already in the operation nearby so that PAN ID does not conflict with other networks). Here Coordinator also assigns network address to itself i.e. 0x0000.

•  Now coordinator completes its configuration and is ready to accept network joining request queries from routers and end devices who wish to join the PAN.

In addition to above, Coordinator(C) sends broadcast beacon request frame on remaining quiet channel. This is also referred as beacon scan or PAN scan. By this Coordinator receives PAN ID of routers(R) and end devices(E) present nearby. It also comes to know whether R/E allow join or not.

Now R/E can join by sending association request to C. C will respond with association response.

Joining the Zigbee Network

• Let us examine how a router or end device joins zigbee network as part of zigbee tutorial. There are two ways to join a zigbee network viz. MAC association and network re-join.

• First one is implemented by device underlying MAC layer and second one is implemented by network layer, despite the name may also be used to join a network for the first time.

• MAC association can be performed between C and R/E or R and E or R and other R.

• Let us assume that Coordinator(C) has already established the PAN network. Hence next step for R or E is to find out whether C is allowing joining or not. So they do PAN scan or send beacon request frame.

• After they come to know that they can join the network, they will send association request frame and will join the network as soon as they receive the association response.

• As mentioned above whether or not C or R allow a new device to join depends on two main factors:
-Permit joining attribute
-Number of end device children it already has.
One of the applications of zigbee in home is that switch, speakers and lamp is controlled using zigbee technology.

zigbee protocol

zigbee IP consists of various protocol layers viz. physical layer(PHY), mac layer, network layer and application layer. IEEE 802.15.4 standard defined zigbee PHY and MAC specifications. Zigbee alliance specifies network and application layers.

This zigbee tutorial covers zigbee network, zigbee protocol stack, physical layer types, frame structure, frequency bands, compliance testing and more. Navigate using arrow to go through the complete tutorial pages.

Zigbee 3.0 Tutorial including Features and Stack

This Zigbee 3.0 tutorial covers Zigbee 3.0 features, Zigbee 3.0 protocol stack and mentions benefits of zigbee 3.0 in IoT (Internet of Things) applications.

zigbee tutorial and zigbee products related links

what is zigbee   Zigbee Protocol  Zigbee PHY   Zigbee frame   Zigbee MAC  Zigbee bands  RF4CE   6LoWPAN   AODV protocol  Zigbee Products  Zigbee Gadgets   Zigbee Switch   Zigbee Sensor   Zigbee USB Dongle   Zigbee Smart Meter  Zigbee to Ethernet  

Refer Z-Wave Basic Tutorial

z-wave tutorial describing features, z-wave frequency bands, z-wave network, z-wave frame, z-wave protocol stack, z-wave physical layer, z-wave security, z-wave MAC layer basics,

IoT Wireless Technologies

➤WLAN    ➤THREAD    ➤EnOcean    ➤LoRa    ➤SIGFOX    ➤WHDI   
➤Zigbee   ➤6LoWPAN   ➤Zigbee RF4CE   ➤Z-Wave   ➤NFC   ➤RFID   ➤INSTEON  

RF Wireless Tutorials

GSM  TD-SCDMA  wimax  LTE  UMTS  GPRS  CDMA  SCADA  WLAN  802.11ac  802.11ad  GPS  Zigbee  z-wave  Bluetooth  UWB  IoT  T&M  satellite  Antenna  RADAR  RFID 

Share this page

Translate this page

ARTICLES   T & M section   TERMINOLOGIES   Tutorials   Jobs & Careers   VENDORS   IoT   Online calculators   source codes   APP. NOTES   T & M World Website  

HZigBee. Управление светодиодной лампочкойв черновиках

DIY или Сделай сам, Производство и разработка электроники, Схемотехника, Электроника для начинающих

Доброго времени суток!
Свалилась задача быстро сделать устройство беспроводной связи по ZigBee технологии на примере управления светодиодной лампочкой (включение, выключение, диммирование). Посмотрим, что из этого получилось.

ZigBee — стандарт для набора высокоуровневых протоколов связи, использующих небольшие, маломощные цифровые трансиверы, основанный на стандарте IEEE 802.15.4-2006 для беспроводных персональных сетей.

Итак: необходимо разработать выключатель и лампочку, которые можно подключить к разным розеткам и осуществлять управление по беспроводному каналу.
За основу было взято решение, разработанное нами ранее для потолочного светильника. Программная часть полностью реализована не мной, а моим коллегой. Прошивка должна уметь: спаривать устройства, включать/выключать и выполнять димминг лампочки.
Чтобы все выглядело красиво купили Bluetooth лампочку. Идея, конечно, не очень, но для презентации вполне подходит.

Прежде всего лампочку планировалось аккуратно разобрать и увидеть внутри драйвер, плату управления с антенной и светодиодный модуль.

Чтобы ускорить разработку выкинули только плату управления, заменив на свою, и оставив возможность управления только белыми светодиодами (да, лампочка была RGBW).
До этого момента был больше реверс-инжиниринг. Теперь перейдем к самому контроллеру. Лампочка внутри имеет очень ограниченные размеры и диаметр платы не может превышать 30мм. Высота также ограничена. Помимо этого необходимо попасть в межплатные разъемы и предусмотреть необходимые вырезы и минимальный теплоотвод.
Плату управления была разработана на контроллере CC2530F256RHAT, который заточен на работу с ZigBee, а также у него минимум обвязки. В лампочке на плате со светодиодами расположены транзисторы, которые управляют светодиодами. На выходе драйвера напряжение 20В (столько же нужно подавать на светодиодный модуль), транзисторам на входе нужен ШИМ 10В. На плате расположен сам контроллер, два кварца, Step-Up DC/DC Converter NCP1406 (для ШИМа) и, как бы это не было странно — LM317 для формирования 3,3В питания контроллера.
Итак, 20В подаем на светодиоды и на LM317, получаем 3,3В, подаем их на NCP1406 и делаем ШИМ парой транзисторов. И не спрашивайте, почему такая логика. На схему и плату был выделен один день, вечером заказ плат на срочном производстве. Какая картина родилась в голове, так и было реализовано.
Ниже схема просто для ознакомления.

На выходе получилась двухслойная плата с нужными габаритами и вырезами. Рядом развел антенну, но в последствии использовал именно ту, которая была в лампочке, так как дальность в несколько метров вполне устраивала.

К сожалению, нет фотографии собранной платы, так как она была проверена и спешным образом запечатана в лампочку.
В качестве «выключателя» использовалась другая наша плата на которой реализован ZigBee интерфейс по точно такой же схеме с выносной антенной. Для уменьшения габаритов платы лампочки, контроллер для нее программировался на плате «выключателя»

Все работает без нареканий. В схеме используются четыре «кнопки»: «ON», «OFF», «DIMM-» и «DIMM+». При подаче логического «0» на выходы «ON» и «DIMM-» происходит очистка памяти устройств контроллера. При подаче на «OFF» и «DIMM+» — спаривание с лампочкой.

При этом лампочка «подмигивает» в знак согласия. ID лампочки сохраняется в памяти «выключателя». Основное назначение «кнопок» понятно из названия. Готово!

Недочеты конкретно в этой версии платы:
1. Греется LM317, во-первых, нужно было по-другому реализовать питание, во-вторых, он плохо прилегает к округлым стенкам внутри лампочки.

2. Реализован только один канал для управления, то есть нет возможности диммировать разные цвета по отдельности, но, в принципе, такой задачи и не стояло.
3. В ПО не реализована возможность сохранения нескольких лампочек, объединение в группы и т.д., но это тоже мелочи.

ZigBee, контроллеры, электроника, разработка


Источник статей: Хабр.

Время указано в том часовом поясе, который установлен на Вашем устройстве.

Версия сайта: 0.8.
Об ошибках, предложениях, пожалуйста, сообщайте через Telegram пользователю @leenr, по e-mail или с помощью других способов связаться.

Всегдабр (расширение для Google Chrome)
Статистика посещений
СоХабр в ВК (новости проекта)

Главная / Продукция и услуги / Автоматизированные системы управления технологическими процессами ( АСУ ТП ) / Средства автоматизации и локальные системы управления автономными технологическими агрегатами / Модули стандарта ZigBee

Модули стандарта ZigBee серии СМ 7000

Серия модулей стандарта ZigBee предназначена для сбора показаний датчиков удаленных объектов или объектов, к которым невозможно применить контактный способ снятия информации. Спецификация ZigBeeпозволяет реализовывать беспроводное (диапазон 2,4 ГГц) сетевое решение с поддержкой скоростей до 250 кБ/сек, крайне низким энергопотреблением, обеспечивающее высокую защиту передаваемой информации, высокую помехозащищенность а, следовательно, надежность всей системы в целом.

Поддерживаются сетевые топологии типа «точка-точка», «звезда», «кластерное дерево». Радиус действия между соседними устройствами в сети – до нескольких сотен метров.

Серия модулей состоит из следующих классов устройств: координатор, роутер, конечное устройство.

Координатор задает параметры сети и уникальный сетевой идентификатор. Располагается рядом с контроллером верхнего уровня. В сети может быть только один координатор.

Конечное устройство играет роль конечного сетевого узла и находится в непосредственной близости от объекта (датчик, концевой выключатель, исполнительный механизм).

Роутер используется для расширения радиуса действия, может выполнять функции координатора и обращаться ко всем узлам сети.

Характеристики модулей, входящих в серию СМ7000:

Модуль ЦП СМ7000.01 с радиомодулем.

Модуль ЦП может исполнять роль как координатора или роутера, так и конечного устройства. Питание модуля – от аккумулятора 6 -12 В, внешнего блока питания 12-24 В, либо от сети ~220B.

Напряжение питания


Потребляемый ток в режиме сна

40 мкА

Потребляемый ток в режиме приема/передачи

50 мА

Максимальное количество устройств в сети


Модуль АЦП СМ7000.02.

Модуль АЦП используется совместно с модулем ЦП в качестве конечного устройства для измерения аналоговых величин объекта, например измерение температуры.

Напряжение питания

=3 В

Разрядность АЦП


Количество каналов

4 дифференциальных

Диапазон входного сигнала

=0-1.25 B, программируемый PGA

Нелинейность, % от полной шкалы, не более  


Модуль питания CМ7000.03.

Модуль питания обеспечивает питание узла сети, где не требуется автономное питание.

Входное напряжение 

~85-264 В

Выходной ток

500 мА

Модуль дискретных входов/выходов СМ7000.04.

Модуль входов/выходов используется совместно с модулем ЦП в качестве конечного устройства для считывания состояния дискретных датчиков объекта или выдачи сигнала управления.

Количество входов          =24В


Количество выходов      =24В/0.3А


Напряжение изоляции м/у входом и выходом, кВ


Модуль интерфейса RS485 СМ7000.05.

Модуль интерфейса используется совместно с модулем ЦП, исполняющего роль:

координатора – для связи с контроллером верхнего уровня;

конечного устройства – для связи с объектом (датчиком), имеющим интерфейс RS485.

Модули серии СМ7000 монтируются в пыле- влагозащищенные корпуса степени защиты IP66/IP67 и могут быть использованы как в загрязненных помещениях так и на открытом воздухе. Все модули имеют температурный диапазон эксплуатации   -30 — +70 0С     


Технология ZigBee: альтернатива Bluetooth?


автор : Владимир Парамонов   27.07.2005

Спецификация беспроводной связи ZigBee предполагает передачу данных с относительно небольшой скоростью, не превышающей 250 кбит/с. Однако маленькая пропускная способность с лихвой компенсируется сверхнизким энергопотреблением.

Спецификация беспроводной связи ZigBee предполагает передачу данных с относительно небольшой скоростью, не превышающей 250 кбит/с. Однако маленькая пропускная способность с лихвой компенсируется сверхнизким энергопотреблением.

Осенью 2002 года компании Invensys, Mitsubishi Electric, Philips Semiconductors и Motorola образовали по продвижению нового стандарта беспроводной связи, получившего название ZigBee (также известен как HomeRF lite, Firefly и RF-EasyLink).

Следует сразу оговориться, что под именем ZigBee фактически скрыт набор протоколов и расширений к международному стандарту , благодаря которым обеспечивается совместимость устройств различных производителей.

Окончательная версия спецификации ZigBee была представлена весной 2003 года, и до недавнего времени работать с ней могли только лишь участники ZigBee Alliance. Впрочем, в конце прошлого месяца стандарта ZigBee было выложено в открытый доступ, и теперь ознакомиться с ним после заполнения соответствующей заявки могут все желающие.

Основные характеристики ZigBee

Спецификация ZigBee передачу информации в радиусе от 10 до 75 метров с максимальной скоростью 250 кбит/с. Для сравнения, широко распространенные в настоящее время беспроводные сети Bluetooth и Wi-Fi обеспечивают пропускную способность до 2,1 Мбит/с и 54 Мбит/с, соответственно.

За стандартом ZigBee закреплены 27 каналов в трех частотных диапазонах — 2,4 ГГц (16 каналов), 915 МГц (10 каналов) и 868 МГц (1 канал). Максимальная скорость передачи данных для этих эфирных диапазонов составляет, соответственно, 250 кбит/с, 40 кбит/с и 20 кбит/с. Доступ к каналу осуществляется по контролю несущей (Carrier Sense, Multiple Access, CSMA), то есть устройство сначала проверяет, не занят ли эфир, и только после этого начинает передачу. Поддерживается шифрование по алгоритму AES с длиной ключа 128 бит.

Изначально стандарт ZigBee разрабатывался с целью максимально снизить энергопотребление устройств, задействованных в беспроводной сети. При этом большую часть времени аппаратура будет находиться в спящем режиме, лишь изредка прослушивая эфир.

В целом, все оборудование ZigBee можно условно разделить на три основные категории — координаторы, полнофункциональные устройства и устройства с ограниченными возможностями. Координаторы способны управлять работой всей сети, хранить информацию о ее параметрах и осуществлять настройку, а также использоваться в качестве моста в другие сети.

Полнофункциональные устройства могут получать и передавать информацию и играть роль ретрансляторов. В свою очередь, устройства с ограниченными возможностями только лишь реагируют на команды координатора и не участвуют в маршрутизации.

Преимущества ZigBee

Эксперты уже давно указывают на два основных недостатка беспроводных сетей Wi-Fi и Bluetooth — небольшой радиус действия и относительно высокое энергопотребление.

Хотя само по себе ZigBee-оборудование также не может обеспечить передачу данных на расстояние свыше 70-80 метров, оно может использовать в качестве туннеля для трафика каналы устройств Wi-Fi или Bluetooth, естественно, если они находятся в зоне видимости. Что касается энергопотребления, то, теоретически, одной небольшой батарейки должно хватать для поддержания работоспособности ZigBee-оборудования в течение нескольких месяцев и даже лет.

Среди прочих достоинств стандарта следует упомянуть хорошую масштабируемость, возможность самовосстановления в случае сбоев и простоту настройки. При применении 64-битной адресации в единую сеть могут быть объединены свыше 60 тысяч ZigBee-устройств. Наконец, после начала массового производства стоимость контроллеров ZigBee, по идее, окажется существенно ниже стоимости контроллеров Wi-Fi и Bluetooth.

Сферы применения беспроводных сетей ZigBee

Низкая пропускная способность и маленький радиус действия не позволят применять сети ZigBee для трансляции больших объемов информации (скажем, потокового видео или аудио) или для связи между собой удаленных офисов. Впрочем, разработчики стандарта и не преследовали подобные цели — для этого существует технология широкополосной беспроводной передачи данных .

Основной же сферой применения ZigBee-устройств в перспективе станут системы мониторинга, безопасности, контроля состояния медицинской аппаратуры и пр. Датчики с контроллерами ZigBee существенно упростят работу служб технической поддержки в крупных организациях. Ведь в этом случае при возникновении нештатной ситуации инженерам, чтобы выявить причину неисправности, будет достаточно быстро произвести опрос сенсоров, например, с помощью ноутбука или карманного компьютера. К тому же применение беспроводной связи и автономных источников питания повышает надежность охранных систем и комплексов мониторинга, поскольку злоумышленник не сможет вывести всю беспроводную сеть из строя путем отключения одного силового кабеля.

Предполагается также, что связь ZigBee станет неотъемлемой частью «цифрового дома». Причем контроллеры ZigBee получат не только датчики систем безопасности и сигнализации, но и бытовая техника, в том числе кондиционеры, видеомагнитофоны, телевизоры, и даже обыкновенные выключатели света. Это позволит контролировать работу всех приборов при помощи унифицированного пульта дистанционного управления или мобильного телефона. Кстати, компания Pantech & Curitel в конце прошлого года первый в мире с интегрированным контроллером ZigBee и функциями пульта ДУ (на фото).

Кроме того, ZigBee-котроллеры могут встраиваться в различные компьютерные устройства, не предъявляющие высокие требования к пропускной способности каналов связи. Это могут быть, например, джойстики, мыши и т.п.

В сфере медицины беспроводная связь ZigBee поможет отслеживать состояние перенесших операции пациентов или людей, находящихся в тяжелом состоянии. Вместо датчиков с проводами на руку пациента можно будет надеть электронный браслет с сенсорами давления, температуры, частоты сердечных сокращений и с нужной периодичностью сбрасывать снимаемые показания на центральный сервер, который в случае опасности выдаст сигнал тревоги с указанием номера палаты и койки.

Естественно, для ZigBee-устройств найдутся и многие другие области применения.

Прогнозы аналитиков

Согласно , сделанному сотрудниками аналитической фирмы ABI Research прошлой осенью, бума продаж ZigBee-устройств следует ожидать уже в следующем году. В компании ABI Research, в частности, отмечают, что к концу 2006 года общемировой объем продаж оборудования с поддержкой беспроводной связи стандарта 802.15.4 достигнет 80 миллионов устройств.

Аналитики фирмы In-Stat не столь оптимистичные прогнозы. По их мнению, в период с 2005 по 2009 год среднегодовой темп роста продаж ZigBee-оборудования составит порядка 200 процентов, и к концу десятилетия объем соответствующего сегмента рынка достигнет отметки в 150 миллионов устройств с поддержкой ZigBee.

Цифры, представленные In-Stat, выглядят более реалистично. Прежде чем контроллеры и устройства ZigBee получат повсеместное распространение, по всей видимости, пройдет еще не один год. На первом этапе продажи ZigBee-оборудования будут сдерживать относительно высокие цены и ограниченный выбор.

Кстати, контроллеры ZigBee уже имеются в ассортименте некоторых производителей. Например, японская компания C-Guys на ежегодной компьютерной выставке CeBIT 2005 в Ганновере (Германия) первый в мире ZigBee-контроллер с интерфейсом SDIO. Устройство работает в частотном диапазоне 2,4 ГГц и обеспечивает возможность передачи информации со скоростью до 200 кбит/с в радиусе десяти метров. При помощи карты C-Guys ZigBee SDIO и соответствующего программного обеспечения обычный карманный компьютер может быть превращен в универсальный пульт дистанционного управления бытовой техникой или устройство для сбора информации на предприятиях. Ориентировочная розничная цена контроллера — 100 долларов США.


В перспективе беспроводные сети ZigBee должны составить серьезную конкуренцию технологии Bluetooth, а впоследствии, возможно, и вообще полностью вытеснить этот вид радиосвязи. Однако, по крайней мере, до конца десятилетия Bluetooth и ZigBee будут сосуществовать, дополняя друг друга.


Submit a Comment

Must be required * marked fields.