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一文帶你看透ZigBee無線通信,及其在智能家居領(lǐng)域的優(yōu)越性

2022-10-19 15:58 作者:澤耀科技  | 我要投稿



ZigBee協(xié)議技術(shù)的無線模塊想必大家都聽過,很多人都知道它現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,尤其是智能家居領(lǐng)域。不過他真正優(yōu)于其他技術(shù)的地方到底在哪,以及它未來的發(fā)展前景如何,有些用戶可能所知不多,今天我們便與大家分享該技術(shù)特點與其應(yīng)用背后的核心優(yōu)勢及實例。


01

什么是ZigBee?


Zigbee技術(shù)是一種應(yīng)用于短距離和低速率下的無線通信技術(shù),主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。


簡單的說,ZigBee是一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)。ZigBee數(shù)傳模塊類似于移動網(wǎng)絡(luò)基站。通訊距離從標準的75m到幾百米、幾公里,并且支持自由擴展。


ZigBee的結(jié)構(gòu)


ZigBee是一個由可多到300個節(jié)點組成的一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺,在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),每一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信,每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的距離可以從標準的75m自由擴展。


02

zigbee模塊技術(shù)的特點與優(yōu)勢


ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立,所以它具有低功耗,低成本,時延短,網(wǎng)絡(luò)容量大,使用方便,工作穩(wěn)定可靠,安全等特點。


與移動通信網(wǎng)對比,它的性價比優(yōu)勢十分明顯,移動通信網(wǎng)主要是為語音通信而建立,每個基站價值一般都在百萬元人民幣以上,而每個ZigBee“基站價格十分親民!



與Wi-Fi不同的是,它的功耗更低,實時在線,同一個網(wǎng)關(guān)的接入量巨大。因此其最典型的應(yīng)用是門磁、智能燈泡等智能硬件終端,通過Zigbee協(xié)議接入家庭和網(wǎng)絡(luò)。


與藍牙相比,Zigbee技術(shù)最明顯的優(yōu)勢是傳輸距離,普通藍牙傳輸距離僅為10米左右,傳輸速度為1.8M / s?2.1M / s;而ZigBee的傳輸距離取決于傳輸功率,范圍可以從幾百到幾千米,傳輸速率理論值為250kps,但通常它是20-30kps。所以ZigBee大多用于智能家居,而藍牙則用于特別短距離的文件傳輸。


03

應(yīng)用領(lǐng)域


智能家居領(lǐng)域最受歡迎的有兩種場景:


一種是點對點控制。比如燈控,手機上的遙控器可以自動關(guān)燈。


第二種是養(yǎng)老和嬰兒護理。整個家庭有一套傳感器和一套完整的服務(wù)計劃。


除此以外,智能家居通過ZigBee技術(shù)可為家中的各種設(shè)備設(shè)置方案:如音視頻設(shè)備、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、影音服務(wù)器、影柜系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電等。還可互聯(lián),提供家電控制、照明控制、電話遠程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報警、環(huán)境監(jiān)測、暖通控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)以及可編程定時控制等多種功能和手段。


我們試想當所有智能項目都將融入智能家居系統(tǒng),從應(yīng)用程序進入,其延展性和控制空間上巨大的,能夠?qū)⒈姸喑绦蚝w其中,ZigBee技術(shù)不管在點對點上的控制還是為家庭提供整套傳感服務(wù)計劃都能輕松做到,滿足廣大用戶這個一勞永逸的需求。


04

應(yīng)用實例


以智能家居燈控系統(tǒng)為例,搭配澤耀科技A72/A78系列ZigBee模塊的智能家居方案具有完善的燈控功能,內(nèi)置照明演示程序,有助于用戶快速開發(fā)具有Zigbee功能的照明系統(tǒng)。


澤耀產(chǎn)品用戶曾有過真實測試:


采用ZigBee Mesh組網(wǎng),分組智能燈控,氛圍照明,傳輸距離可達樓層14+!


成功的展示了快速遙控家中的燈具開關(guān),表現(xiàn)燈控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸便捷,高效,穩(wěn)定的特點!

該方案能夠讓用戶實現(xiàn)以上的特點,歸根結(jié)底是因為ZigBee模塊自身多種優(yōu)勢保駕護航,其中還有多種技術(shù)支持:


ZigBee包含以下三個部分


協(xié)調(diào)器:(coordinator)每個zigbee網(wǎng)絡(luò)只允許有一個zigbee的協(xié)調(diào)器,協(xié)調(diào)器首先選擇一個信道和網(wǎng)絡(luò)標識(PAN ID),然后開始這個網(wǎng)絡(luò).因為協(xié)調(diào)器是整個網(wǎng)絡(luò)的開始,他具有網(wǎng)絡(luò)的高權(quán)限,是整個網(wǎng)絡(luò)的維護者,還可以保持間接尋址用的表格綁定,同時還可以設(shè)計安全中心和執(zhí)行其他動作,保持網(wǎng)絡(luò)其他設(shè)備的通信。


路由器:(router)路由器是一種支持關(guān)聯(lián)的設(shè)備,能夠?qū)崿F(xiàn)其他節(jié)點的消息轉(zhuǎn)發(fā)功能。Zigbee的樹形網(wǎng)絡(luò)可以有多個zigbee路由器設(shè)備,zigbee的星型網(wǎng)絡(luò)不支持zigbee的路由器設(shè)備。


終端:(end)Zigbee終端節(jié)點是具體執(zhí)行的數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)脑O(shè)備,他不能轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點的消息。


其數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑頌椋?/strong>協(xié)調(diào)器完成充當ZigBee網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)角色,通常負責ZigBee協(xié)議與NB-IoT、WiFi等其他協(xié)議的轉(zhuǎn)換、在特定的信道組建網(wǎng)絡(luò)等,同時具備路由器的功能,模擬實驗中它負責接受終端發(fā)送的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)上傳到云平臺。終端通過ADC采樣以及檢測管腳的電平來采集所需要的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器。


模塊采用的AES-128加密方式,安全性有保障;


該系列模塊RF信號最大功率約+7dBm,提供2種RF信號輸出的版本:板載天線、IPEX連接器;


模塊均采用1.27mm間距的半孔引腳的SMD封裝,重量輕,體積小,方便集成。


完善的燈控功能,內(nèi)置照明演示程序,有助于用戶快速開發(fā)具有Zigbee功能的照明系統(tǒng)。


配備專屬小程序與上位機軟件,內(nèi)置照明演示程序,快速配置,操作簡便。


由此可見,澤耀科技使用ZigBee無線模塊技術(shù)在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用是很成熟的,如果您也有智能家居以及其他領(lǐng)域方面的模塊需求,歡迎與我們?nèi)〉寐?lián)系。


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