《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 電源技術(shù) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > ZigBee簡(jiǎn)介及特點(diǎn)分析
ZigBee簡(jiǎn)介及特點(diǎn)分析
Icbuy
Icbuy
摘要:  Zigbee是一種新興的短距離,、低速率,、低功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),,它是一種介于無(wú)線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案,。它此前被稱(chēng)作“HomeRF Lite”或“FireFly”無(wú)線技術(shù),,主要用于近距離無(wú)線連接。它有自己的無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn),,在數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信,。這些傳感器只需要很低的功耗,以接力的方式通過(guò)無(wú)線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器,,因此它們的通信效率非常高,。最后,這些數(shù)據(jù)就可以進(jìn)入計(jì)算機(jī)用于分析或者被另外一種無(wú)線技術(shù)如WiMax收集,。
Abstract:
Key words :
  Zigbee是一種新興的短距離,、低速率、低功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),,它是一種介于無(wú)線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案,。它此前被稱(chēng)作“HomeRF Lite”或“FireFly”無(wú)線技術(shù),主要用于近距離無(wú)線連接,。它有自己的無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn),,在數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很低的功耗,,以接力的方式通過(guò)無(wú)線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器,,因此它們的通信效率非常高。最后,,這些數(shù)據(jù)就可以進(jìn)入計(jì)算機(jī)用于分析或者被另外一種無(wú)線技術(shù)如WiMax收集,。

  Zigbee的基礎(chǔ)是IEEE802.15.4(如下圖1所示),,這是IEEE無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(Personal Area Network,PAN)工作組的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),,被稱(chēng)作IEEE802.15.4(Zigbee)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),。

  Zigbee不僅只是802.15.4的名字。IEEE僅處理低級(jí)MAC層和物理層協(xié)議,,因此Zigbee聯(lián)盟對(duì)其網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和API進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化(如下圖2所示),。完全協(xié)議用于一次可直接連接到一個(gè)設(shè)備的基本節(jié)點(diǎn)的4K字節(jié)或者作為Hub或路由器的協(xié)調(diào)器的32K字節(jié)。每個(gè)協(xié)調(diào)器可連接多達(dá)255個(gè)節(jié)點(diǎn),,而幾個(gè)協(xié)調(diào)器則可形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò),,對(duì)路由傳輸?shù)臄?shù)目則沒(méi)有限制。Zigbee聯(lián)盟還開(kāi)發(fā)了安全層,,以保證這種便攜設(shè)備不會(huì)意外泄漏其標(biāo)識(shí),,而且這種利用網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)距離傳輸不會(huì)被其它節(jié)點(diǎn)獲得。

  Zigbee聯(lián)盟成立于2001年8月,。2002年下半年,,英國(guó)Invensys公司、日本三菱電氣公司,、美國(guó)摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司四大巨頭共同宣布,,它們將加盟“Zigbee聯(lián)盟”,以研發(fā)名為“Zigbee”的下一代無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn),,這一事件成為該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的里程碑,。

  到目前為止,除了Invensys,、三菱電子,、摩托羅拉和飛利浦等國(guó)際知名的大公司外,該聯(lián)盟大約已有20多家成員企業(yè),,并在迅速發(fā)展壯大,。其中涵蓋了半導(dǎo)體生產(chǎn)商、IP服務(wù)提供商,、消費(fèi)類(lèi)電子廠商及OEM商等,,例如Honeywell、Eaton和Invensys Metering Systems等工業(yè)控制和家用自動(dòng)化公司,,甚至還有像Mattel之類(lèi)的玩具公司,。所有這些公司都參加了負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)Zigbee物理和媒體控制層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.15.4工作組。

  根據(jù)Zigbee聯(lián)盟目前的設(shè)想,,Zigbee的目標(biāo)市場(chǎng)主要有PC外設(shè)(鼠標(biāo),、鍵盤(pán)、游戲操控桿),、消費(fèi)類(lèi)電子設(shè)備(TV,、VCR,、CD、VCD,、DVD等設(shè)備上的遙控裝置)、家庭內(nèi)智能控制(照明,、煤氣計(jì)量控制及報(bào)警等),、玩具(電子寵物)、醫(yī)護(hù)(監(jiān)視器和傳感器),、工控(監(jiān)視器,、傳感器和自動(dòng)控制設(shè)備)等非常廣闊的領(lǐng)域。

  政府的計(jì)劃給了Zigbee更多的空間,,顯示了對(duì)其無(wú)比的信心,。據(jù)報(bào)道,美國(guó)能源部已經(jīng)決定雇傭Honeywell International Inc.公司,,希望通過(guò)使用Zigbee傳感器能夠在鋼鐵,、鋁以及其他六個(gè)行業(yè)中將這些能源的成本降低15%。通過(guò)安裝在Alcoa,,Dow Chemical,,以及ExxonMobil等公司管道系統(tǒng)中傳感器,實(shí)時(shí)追蹤監(jiān)測(cè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的氣體使用情況,。

  Zigbee技術(shù)的主要特點(diǎn)包括以下幾個(gè)部分:

  數(shù)據(jù)傳輸速率低:只有10k字節(jié)/秒到250k字節(jié)/秒,,專(zhuān)注于低傳輸應(yīng)用;

  功耗低:在低耗電待機(jī)模式下,兩節(jié)普通5號(hào)干電池可使用6個(gè)月到2年,,免去了充電或者頻繁更換電池的麻煩,。這也是Zigbee的支持者所一直引以為豪的獨(dú)特優(yōu)勢(shì);

  成本低:因?yàn)閆igbee數(shù)據(jù)傳輸速率低,協(xié)議簡(jiǎn)單,,所以大大降低了成本,。且Zigbee協(xié)議免收專(zhuān)利費(fèi)。

  時(shí)延短:通常時(shí)延都在15毫秒至30毫秒之間;

  安全:Zigbee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能,,加密算法采用AES-128,,同時(shí)可以靈活確定其安全屬性;

  網(wǎng)絡(luò)容量大:每個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)最多可支持255個(gè)設(shè)備,也就是說(shuō),,每個(gè)Zigbee設(shè)備可以與另外254臺(tái)設(shè)備相連接;

  優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠芰?ZigBee具有星,、樹(shù)和叢網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力。ZigBee設(shè)備實(shí)際上具有無(wú)線網(wǎng)路自愈能力,能簡(jiǎn)單地覆蓋廣闊圍;

  有效范圍小:有效覆蓋范圍10~75米之間,,具體依據(jù)實(shí)際發(fā)射功率的大小和各種不同的應(yīng)用模式而定,,基本上能夠覆蓋普通的家庭或辦公室環(huán)境;

  工作頻段靈活:使用的頻段分別為2.4GHz(全球)、868MHz(歐洲)及915MHz(美國(guó)),,均為免執(zhí)照頻段,。

  更重要的是,,預(yù)測(cè)未來(lái)6到7年內(nèi),家庭用戶(hù)將占有Zigbee2/3的市場(chǎng),。在可以預(yù)期的將來(lái),,Zigbee無(wú)線傳感將切實(shí)改變你我的生活。



 

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),,未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,。