ZigBee模塊優勢與應用領域
圍繞ZigBee芯片技術推出的外圍電路,稱之爲“ZigBee模塊”,常見的ZigBee模塊都是遵循IEEE802.15.4的國際標准,並且運行在2.4GHZ的頻段上,另外,歐洲的標准是868MHZ、北美是915MHZ。cq9电子官方网站小編整理了ZigBee模塊的相關功能特點以及應用。
一、ZigBee模塊特點
(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:通過大幅簡化協議是成本很低(不足藍牙的1/10),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)免執照頻段:采用直接序列擴頻在工業科學醫療2.4GHz(全球)頻段。
二、ZigBee網絡角色
1、協調器
ZigBee 协调器(英文名:ZigBee Coordinate ,通常简写为:ZC)。协调器在ZigBee 网络中,有且只能有一个协调器,它在网络中起了网络搭建和网络维护的功能。是整个网络的中心枢纽。是等级最高的父节点。
2、路由器
ZigBee 路由器(英文名:ZigBee Router,通常简写为:ZR),路由器在ZigBee 网络中既可以充当父节点,也可以充当子节点,有信息转发和辅助协调器维护网络的功能。
3、終端
ZigBee 终端(英文名:ZigBee End-Device,通常简写为:ZED),终端在ZigBee 网络中,其功能最为简单,只能加入网络,为最末端的子节点设备。只能与其父节点进行通信,如果两个终端之间需要通信,必须经过父节点进行多跳或者单跳通信。是ZigBee 网络中可允许存在的数量最多的节点,也是唯一允许低功耗的网络设备。
三、ZigBee典型應用領域
更具网络的特点和结构,ZigBee 网络被广泛应用于家庭自动化、家庭安全、工业现场控制、环境控制、医疗护理、交通运输等各个领域。
1、家庭自動化領域
将ZigBee 协调器与路由器结合,充当为ZigBee 网关,ZigBee 终端?榉胖糜诘绲、开关、电视、窗帘、门禁系统等家用电器设备中。
ZigBee 开关随意用粘贴式开关盒,可贴于墙壁的适当位置,方便安装。另外,可选择ZigBee集成?仄鳎运衂igBee 电灯、窗帘、门窗等设备进行无线?兀奖憧旖。
ZigBee 室外环境监控系统将天气、光线等信息采集并传入门窗、灯光的ZigBee终端,在适当的时候开关窗户,调节灯光的强弱亮灭等。
2、交通運輸領域
ZigBee智能交通管理系統由ZigBee終端路燈節點部分,ZigBee路由器路燈節點部分,ZigBee協調器網關路燈節點部分,雲服務器部分四個部分組成,整個系統路燈部分采用ZigBee網絡搭建,擁有網絡自愈和自動組網功能。當中途有某個或者某幾個路燈節點故障斷網時候,會重新尋找周邊的可用網絡,並自動加入到該網絡,保證了整個網絡的健全性和自愈性。服務器可以對整個網絡進行實時監控,對整個系統穩定性起到雙重保障的作用。
ZigBee 在智能照明上一将同一个管理区域网络中的路灯节点数据汇总到协调器,再由协调器主板上的GPRS?樯洗椒衿鳎煞衿魍骋患嗫夭⒐芾砺返谱纯。
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