ZigBee技術(shù)

無線傳感器技術(shù)在無線通信領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，堪稱是一大熱點(diǎn)，因?yàn)樗C合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，可以通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，通過嵌入式系統(tǒng)對信息進(jìn)行處理，并通過隨機(jī)自組織無線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知的信息傳送到用戶終端。在眾多技術(shù)中ZigBee技術(shù)得以脫穎而出。

眾所周知，傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量部署在一定區(qū)域內(nèi)的、具有無線通信與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)，通過自組織方式構(gòu)成的能根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務(wù)的分布式智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)間距離很短，一般采用多跳(multi-hop)的無線通信方式通信。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以在獨(dú)立的環(huán)境下運(yùn)行，也可以通過網(wǎng)關(guān)連接到互聯(lián)網(wǎng)，使用戶遠(yuǎn)程訪問。而近距離數(shù)據(jù)傳輸，ZigBee技術(shù)即可兼具近距離、低功耗、低速率、低成本、自組網(wǎng)、高可靠、超視距的雙向無線通訊技術(shù)，同時(shí)還能解決有線布線方式的缺點(diǎn)，下面我們便詳談ZigBee技術(shù)與其他技術(shù)相比有哪些優(yōu)勢。

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ZigBee與熱門

通信技術(shù)對比

當(dāng)今市場中的近距離無線通信技術(shù)主要有無線局域網(wǎng)WiFi、藍(lán)牙和一些專用標(biāo)準(zhǔn)(如Adhoc網(wǎng)等)的產(chǎn)品。同時(shí)也有一些新的無線組網(wǎng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如無線USB、超寬帶通信UWB和WiMax等。

從現(xiàn)今的市場看，每一種無線通信技術(shù)的產(chǎn)品都有各自的一些特點(diǎn)，或在距離、或在成本、或在速率等方面，因此，在今后一段時(shí)間內(nèi)，雖然會有一些競爭，但仍會有多種無線通信技術(shù)的產(chǎn)品在市場上共存。

藍(lán)牙技術(shù)一直受芯片價(jià)格高、廠商支持力度不夠、傳輸距離限制及抗干擾能力差等問題的困擾。目前主要應(yīng)用在無線耳機(jī)等不需要很高傳輸帶寬的領(lǐng)域，且互通性方面也存在問題。

而WiFi在Intel的大力支持下，借迅馳處理器迅速占領(lǐng)市場，是目前應(yīng)用最廣的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，它傳輸速度很快、健康安全，WiFi產(chǎn)品輻射小。

ZigBee協(xié)議體系架構(gòu)

至于ZigBee技術(shù)，它是一個有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的新型傳感器網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)簡單、低功耗、低速率、低成本和可靠性高的雙向無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，主要適合自動控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備中，同時(shí)支持地理定位功能。

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ZigBee技術(shù)的優(yōu)勢

1.低成本

ZigBee 免協(xié)議專利費(fèi)，同時(shí)大幅簡化協(xié)議(不到藍(lán)牙的1/10)，對通信控制器的要求很低。

2.低功耗

低功耗是ZigBee 的核心優(yōu)勢之一。與藍(lán)牙及wifi對比：藍(lán)牙能工作數(shù)周、WiFi可工作數(shù)小時(shí)。而當(dāng)ZigBee模塊在低耗電待機(jī)模式下，2節(jié)5號干電池可支持1個節(jié)點(diǎn)工作6-24個月甚至更長，高下立判。

3.低速率

ZigBee工作在250kbps的通訊速率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。

4.短延遲

ZigBee的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需30ms，進(jìn)一步節(jié)省了電能。相比較，藍(lán)牙需要3-10s、WiFi需要3s。

5.近距離

傳輸范圍一般介于10~100m之間，在增加 RF發(fā)射功率后，亦可增加到1-3km。這指的是相鄰節(jié)點(diǎn)間的距離。如果通過路由和節(jié)點(diǎn)間通信的接力，傳輸距離將可以更遠(yuǎn)。

6. 高容量

ZigBee 可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由一個主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，最多一個主節(jié)點(diǎn)可管理254 個子節(jié)點(diǎn);同時(shí)主節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，最多可組成65000個節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng)。

7.高安全性

ZigBee提供了三級安全模式，包括無安全設(shè)定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES128)的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。

8.免執(zhí)照頻段

ZigBee采用直接序列擴(kuò)頻在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療2.4GHz(全球)(ISM)頻段。

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Zigbee產(chǎn)品應(yīng)用

ZigBee主要可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)有：工業(yè)控制(如自動控制設(shè)備、無線傳感器網(wǎng)絡(luò))，醫(yī)護(hù)(如監(jiān)視和傳感)，家庭智能控制(如照明、水電氣計(jì)量及報(bào)警)，消費(fèi)類電子設(shè)備的遙控裝置、PC外設(shè)的無線連接等領(lǐng)域等。

當(dāng)用戶的需求是：

① 需要無線通信交換信息的低成本裝置;

② 數(shù)據(jù)的交換量較小、傳輸?shù)乃俾室蟛桓?

③ 功耗要求極低，采用電池供電且需要維持較長時(shí)間;

④ 需要多個(尤其是大量)設(shè)備組成無線通信網(wǎng)絡(luò)，主要進(jìn)行監(jiān)測和控制的場合。

根據(jù)以上的應(yīng)用場景及所需實(shí)現(xiàn)功能，ZigBee很明顯有其獨(dú)到的優(yōu)勢。

尤其是在智能家居領(lǐng)域，澤耀科技之前推出過A72/A78系列工業(yè)級無線透傳模塊的智能家居方案，采用機(jī)動、靈活的組網(wǎng)方式，非常適合實(shí)現(xiàn)家庭環(huán)境的智能控制。

包括燈控系統(tǒng)在內(nèi)，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(yuǎn)程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測、暖通控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)以及可編程定時(shí)控制等多種功能和手段。