ZigBee到底是什么？有什么用？

  ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各类电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

 

 

技术说明

        蜜蜂在发现花丛后会经过一种特殊的肢体语言来告知同伴新发现的食物源位置等信息，这种肢体语言就是ZigZag行舞蹈，是蜜蜂之间一种简单传达信息的方式。借此意义Zigbee做为新一代无线通信技术的命名。在此以前ZigBee也被称为“HomeRF Lite”、“RF- EasyLink”或“fireFly”无线电技术，统称为ZigBee。

简单的说，ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，相似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块相似于移动网络基站。通信距离从标准的75m到几百米、几千米，而且支持无限扩展。

        ZigBee是一个由可多到65535个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每个ZigBee网络数传模块之间能够相互通讯，每一个网络节点间的距离能够从标准的75m无限扩展。

        与移动通讯的CDMA网或GSM网不一样的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而创建，于是，它必须具备简单，使用方便，工做可靠，价格低的特色。而移动通讯网主要是为语音通讯而创建，每一个基站价值通常都在百万元人民币以上，而每一个ZigBee“基站”却不到1000元人民币。

        每一个ZigBee网络节点不只自己能够做为监控对象，例如其所链接的传感器直接进行数据采集和监控，还能够自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此以外，每个ZigBee网络节点(FFD)还可在本身信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线链接。

技术特色

        ZigBee是一种无线链接，可工做在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具备最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传输距离在10-75m的范围内,但能够继续增长。做为一种无线通讯技术，ZigBee具备以下特色：

    (1) 低功耗: 因为ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,并且采用了休眠模式，功耗低,所以ZigBee设备很是省电。据估算，ZigBee设备仅靠两节5号电池就能够维持长达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备可望不可即的。

    (2) 成本低： ZigBee模块的初始成本在6美圆左右，估计很快就能降到1.5—2.5美圆, 而且ZigBee协议是免专利费的。低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。

    (3) 时延短: 通讯时延和从休眠状态激活的时延都很是短，典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms, 活动设备信道接入的时延为15ms。所以ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。

    (4) 网络容量大： 一个星型结构的Zigbee网络最多能够容纳254个从设备和一个主设备， 一个区域内能够同时存在最多100个ZigBee网络, 并且网络组成灵活。

    (5) 可靠: 采起了碰撞避免策略，同时为须要固定带宽的通讯业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了彻底确认的数据传输模式， 每一个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。若是传输过程当中出现问题能够进行重发。

    (6) 安全： ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证， 采用了AES-128的加密算法,各个应用能够灵活肯定其安全属性。

应用实例

        ZigBee [2] 模块是一种物联网无线数据终端，利用ZigBee网络为用户提供无线数据传输功能。该产品采用高性能的工业级ZigBee方案，提供SMT与DIP接口，可直接链接TTL接口设备，实现数据透明传输功能；低功耗设计，最低功耗小于1mA；提供6路I/O，可实现数字量输入输出、脉冲输出；其中有3路I/O还可实现模拟量采集、脉冲计数等功能。

        该产品已普遍应用于物联网产业链中的M2M行业，如智能电网、智能交通、智能家居、金融、移动POS终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消防、公共安全、环境保护、气象、数字化医疗、遥感勘测、农业、林业、水务、煤矿、石化等领域。

 

应用设计

1.采用高性能工业级ZigBee芯片

2.低功耗设计，支持多级休眠和唤醒模式，最大限度下降功耗

3.电源输入（DC 2.0～3.6V）

稳定可靠

1.WDT看门狗设计，保证系统稳定

2.提供TTL串行接口，SPI接口。

3.天线接口防雷保护（可选）

标准易用

1.采用2.0的SMA与DIP接口，特别适合于不一样用户的应用需求。

2.提供TTL接口可直接连相同电压的TTL串口设备

3.智能型数据模块，上电便可进入数据传输状态

4.使用方便，灵活，多种工做模式选择

5.方便的系统配置和维护接口

6.支持串口软件升级和远程维护

功能强大

1.支持ZigBee无线短距离数据传输功能

2.具有中继路由和终端设备功能

3.支持点对点、点对多点、对等和Mesh网络

4.网络容量大：65535个节点

5.节点类型灵活：中心节点、路由节点、终端节点可任意设置；

6.发送模式灵活：广播发送或目标地址发送模式可选

7.通讯距离大

8.提供6路I/O，可实现6路数字量输入输出；兼容6路脉冲输出、3路模拟量输入、3路脉冲计数功能

自组织网

        ZigBee技术所采用的自组织网是怎么回事？举一个简单的例子就能够说明这个问题，当一队伞兵空降后，每人持有一个ZigBee网络模块终端，降落到地面后，只要他们彼此间在网络模块的通讯范围内，经过彼此自动寻找，很快就能够造成一个互联互通的ZigBee网络。

并且，因为人员的移动，彼此间的联络还会发生变化。于是，模块还能够经过从新寻找通讯对象，肯定彼此间的联络，对原有网络进行刷新。这就是自组织网。

 

通讯缘由

        网状网通讯实际上就是多通道通讯，在实际工业现场，因为各类缘由，每每并不能保证每个无线通道都可以始终畅通，就像城市的街道同样，可能由于车祸，道路维修等，使得某条道路的交通出现暂时中断，此时因为咱们有多个通道，车辆（至关于咱们的控制数据）仍然能够经过其余道路到达目的地。而这一点对工业现场控制而言则很是重要。

 

路由方式

        所谓动态路由是指网络中数据传输的路径并非预先设定的，而是传输数据前，经过对网络当时可利用的全部路径进行搜索，分析它们的位置关系以及远近，而后选择其中的一条路径进行数据传输。在咱们的网络管理软件中，路径的选择使用的是“梯度法”，即先选择路径最近的一条通道进行传输，如传不通，再使用另一条稍远一点的通路进行传输，以此类推，直到数据送达目的地为止。

        在实际工业现场，预先肯定的传输路径随时均可能发生变化，或者因各类缘由路径被中断了，或者过于繁忙不能进行及时传送。动态路由结合网状拓扑结构，就能够很好解决这个问题，从而保证数据的可靠传输。

 

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