ZigBee不完全指南 起源历史篇
說到短距離物聯網技術,除了Wi-Fi、藍牙之外,其實還有一個很有名氣的家夥,那就是——ZigBee。
ZigBee在過去的幾年,一直是重要的無線通信協議之一,在物聯網領域,尤其是智能家居領域,被廣泛應用。
一、起源曆史篇
1、爲什麽要推出ZigBee?
在使用藍牙技術的過程中,人們發現,盡管它有許多優點,但對工業、家庭自動化控制和工業遙測遙控領域而言,它顯得太複雜,功耗大,距離近,組網規模太小等。
並且,對于工業現場,要求高可靠性的無線數據傳輸,能抵抗工業現場的各種電磁幹擾。藍牙技術並不能滿足要求。
因此,ZigBee協議在2003年正式問世了。
2、爲什麽叫做ZigBee?
由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位和遠近信息的,依靠著這樣的方式構成了群體中的通信網絡。因此,ZigBee的發明者們形象地利用蜜蜂的這種行爲來給它命名。
3、ZigBee基于什麽協議?
ZigBee的Mac層、PHY層是基于IEEE802.15.4協議的。
根據這個協議規定的技術,是一種近距離、低複雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術。主要適合于自動控制和遠程控制領域,可以嵌入各種設備中,同時支持地理定位功能。
4、ZigBee有哪些特點?
ZigBee的特點主要有以下幾個方面:
(1)低功耗:在低耗電待機模式下,2節5號幹電池可支持1個節點工作6-24個月,甚至更長。這是ZigBee的突出優勢。相比之下藍牙可以工作數周、WiFi可以工作數小時;
(2)低成本:通過大幅簡化協議,使得Zigbee成本很低(不足藍牙的1/10)。另外,Zigbee降低了對通信控制器的要求,按預測分析,以8051的8位微控制器測算,全功能的主節點需要32KB代碼,子功能節點少至4KB代碼,而且ZigBee的協議專利免費;
(3)低速率:ZigBee工作在250kbps的通訊速率,滿足低速率傳輸數據的應用需求;
(4)近距離:傳輸範圍一般介于10~100m之間,在增加RF發射功率後,亦可增加到1-3km。這指的是相鄰節點間的距離。如果通過路由和節點間通信的接力,傳輸距離將可以更遠;
(5)短時延:ZigBee的響應速度較快,一般從睡眠轉入工作狀態只需15ms,節點連接進入網絡只需30ms,進一步節省了電能。相比較,藍牙需要3-10s、WiFi需要3s;
(6)高容量:ZigBee可采用星狀、片狀和網狀網絡結構,由一個主節點管理若幹子節點,最多一個主節點可管理254個子節點;同時主節點還可由上一層網絡節點管理,最多可組成65000個節點的大網;
(7)高安全:ZigBee提供了三級安全模式,包括無安全設定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數據以及采用高級加密標准(AES128)的對稱密碼,以靈活確定其安全屬性;
(8)免費頻段:使用工業科學醫療(ISM)頻段,915MHz(美國),868MHz(歐洲),2.4GHz(全球),無需支付頻段使用費用。
總而言之,ZigBee優點很多。
5、ZigBee的組網有哪些特點?
ZigBee技術中,使用網狀網拓撲結構,支持自動路由、動態組網、直序擴頻的方式。這些特點,使之能夠滿足工業自動化控制現場的需要(低數據量,低成本,低功耗,高可靠性)。
以上就是ZigBee相關知識介紹,本篇主要是介紹ZigBee的起源曆史與相關功能特點介紹。下一篇會接著講解,歡迎關注。
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