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Zigbee技术-Zigbee是什么-物联网百科-托普物联网

文章来源:    时间:2019-09-07

Zigbee技术

发表日期:2019-09-06 来源:托普物联网 浏览次数:19308次
一、Zigbee简介

Zigbee是什么?Zigbee基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。


二、ZigBee概述

ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。

ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee网络中设备的可分为协调器(Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节点(EndDevice)等三种角色。

Zigbee技术


三、Zigbee技术
特性

    ①低功耗

在低耗电待机模式下,25号干电池可支持1个节点工作624个月,甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比较,蓝牙能工作数周、WiFi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80518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20250kbps的速率,分别提供250 kbps(2.4GHz)40kbps(915 MHz)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10100m之间,在增加发射功率后,亦可增加到13km。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310sWiFi 需要3 s

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,最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由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、使用访问控制清单(Access Control List, ACL) 防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128)的对称密码,以灵活确定其安全属性。

⑧免执照频段。

使用工业科学医疗(ISM)频段,915MHz(美国), 868MHz(欧洲), 2. 4GHz(全球)


四、Zigbee技术应用及前景

随着国内经济的高速发展,城市的规模在不断扩大,尤其是各种交通工具的增长更迅速,从而使城市交通需求与供给的矛盾日益突出,而单靠扩大道路交通基础设施来缓解矛盾的做法已难以为继。在这种情况下,智能公交系统(AdvancedPublicTransportationSystemsAPTS)也就应运而生,并且成为国内研究的热点。在智能公交系统所涉及的各种技术中,无线通信技术尤为引人注目。而ZigBee作为一种新兴的短距离、低速率的无线通信技术,更是得到了越来越广泛的关注和应用。市场上也出现了大量与ZigBee相关的各种产品,根据统计分析表明:zigbee虽然广受推崇,但是在数据中,推出zigbee相关产品的中小型企业在2012年的发展并不可观。

ZigBee并不是用来与蓝牙或者其他已经存在的标准竞争,它的目标定位于现存的系统还不能满足其需求的特定的市场,它有着广阔的应用前景。ZigBee联盟预言在未来的四到五年,每个家庭将拥有50 ZigBee器件,最后将达到每个家庭150个。其应用领域主要包括:

◆家庭和楼宇网络:空调系统的温度控制、照明的自动控制、窗帘的自动控制、煤气计量控制、家用电器的远程控制等。

◆工业控制:各种监控器、传感器的自动化控制。

◆商业:智慧型标签等。

◆公共场所:烟雾探测器等。

◆农业控制:收集各种土壤信息和气候信息。

◆医疗:老人与行动不便者的紧急呼叫器和医疗传感器等。

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