ZigBee 的底层技术基于 IEEE 802.15.4 协议，ZigBee 的物理层和 MAC 层直接引用了

IEEE 802.15.4 协议的物理层和 MAC 层。

　　

ZigBee 优势在于以下几点：

　　①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 6~24 个月，甚至

更长。这是

ZigBee-的突出优势，而相同条件下，蓝牙能工作数周、WiFi 只可工作数小时。

　　②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。按预

测分析，以

8051 的 8 位微控制器测算，全功能的主节点需要 32KB 代码，子功能节点少至

4KB 代码，而且 ZigBee 免协议专利费。每块芯片的价格大约为 2 美元。

　 　 ③ 低 速 率 。

ZigBee 工 作 在 20~250  kbps 的 较 低 速 率 ， 分 别 提 供 250 

kbps（2.4GHz）、40kbps （915MHz）和 20kbps（868 MHz）的原始数据吞吐率，满足低速
率传输数据的应用需求。

　　④近距离。传输范围一般介于

10~100 m 之间，在增加 RF 发射功率后，亦可增加到 1~3 

km.这指的是相邻节点间的距离，如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。

　　⑤短时延。

ZigBee 的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需 15ms，节点连接进

入网络只需

30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要 3~10s、WiFi 需要 3s.

　　⑥高容量。

ZigBee 可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，

最多一上一层网络节点管理，最多可组成

65000 个节点的大网。

　　⑦高安全。

ZigBee 提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单（ACL）

防止非法获取数据以及采用高级加密标准（

AES128）的对称密码。

　　⑧免执照频段。采用直接序列扩频存工业科学医疗（

ISM）频段，2.4GHz（全球） 、

915MHz（美国）和 868MHz （欧洲）。

　　

2 PLC 中继器的硬件设计

　　

PLC 中继器应用场景框图如图 1 所示：

　　

　　中继器 链
接在电力网络
和

ZigBee 网

络 之间 ， 转 发
不同网络 之间
的数据信息。