ZigBee各領(lǐng)域應(yīng)用簡(jiǎn)介

ZigBee技術(shù)與應(yīng)用簡(jiǎn)介ZigBee技術(shù)與應(yīng)用介紹1.什么是ZigBee技術(shù)2.ZigBee技術(shù)特點(diǎn)3.ZigBee與Wi-Fi、藍(lán)牙的區(qū)別4.ZigBee設(shè)備類(lèi)型5.ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?.ZigBee協(xié)議架構(gòu)7.ZigBee應(yīng)用領(lǐng)域什么是ZigBeeZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低本錢(qián)的雙向無(wú)線通訊技術(shù)。早期也被稱為“HomeRFLite”、“RF-EasyLink”或“fireFly”無(wú)線電技術(shù)，目前統(tǒng)稱為ZigBee技術(shù)。ZigBee可工作在2.14GHz(全球流行)、868MHz(歐洲流行)和915MHz(美國(guó)流行)3個(gè)頻段上,分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率,它的傳輸距離在10-75m的范圍內(nèi),但可以繼續(xù)增加。ZigBee技術(shù)特點(diǎn)ZigBee具體如下技術(shù)特點(diǎn)：1.低功耗由于ZigBee的傳輸速率低,發(fā)射功率僅為1mW,而且采用了休眠模式,功耗低，因此ZigBee設(shè)備非常省電。據(jù)估算,ZigBee設(shè)備僅靠?jī)晒?jié)5號(hào)電池就可以維持長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月到2年左右的使用時(shí)間。ZigBee技術(shù)特點(diǎn)2.低本錢(qián)由于ZigBee模塊的復(fù)雜度不高，ZigBee協(xié)議免專利費(fèi)，再加之使用的頻段無(wú)需付費(fèi)，所以它的本錢(qián)較低。3.時(shí)延短通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短,典型的搜索設(shè)備時(shí)延30ms,休眠激活的時(shí)延是15ms,活動(dòng)設(shè)備信道接入的ZigBee技術(shù)特點(diǎn)時(shí)延為15ms。4.網(wǎng)絡(luò)容量大一個(gè)星型結(jié)構(gòu)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多可以容納254個(gè)從設(shè)備和一個(gè)主設(shè)備,一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以同時(shí)存在最多100個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò),而且網(wǎng)絡(luò)組成靈活。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)中可有65000多個(gè)節(jié)點(diǎn)。ZigBee技術(shù)特點(diǎn)5.可靠采取了碰撞防止策略,同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙,避開(kāi)了發(fā)送數(shù)據(jù)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突。MAC層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式,每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方確實(shí)認(rèn)信息。如果傳輸過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題可進(jìn)行重發(fā)。ZigBee技術(shù)特點(diǎn)6.平安ZigBee提供了基于循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能,支持鑒權(quán)和認(rèn)證,采用了AES-128的加密算法,各個(gè)應(yīng)用可以靈活確定其平安屬性。ZigBee與Wi-Fi、藍(lán)牙的區(qū)別ZigBee設(shè)備類(lèi)型1.ZigBee協(xié)調(diào)器〔Coordinator〕2.ZigBee路由器〔Router〕3.ZigBee終端設(shè)備〔End-device〕一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、多個(gè)路由器和多個(gè)終端設(shè)備節(jié)點(diǎn)組成。ZigBee設(shè)備類(lèi)型ZigBee協(xié)調(diào)器〔Coordinator〕它包含所有的網(wǎng)絡(luò)信息，是3種設(shè)備中最復(fù)雜的，存儲(chǔ)容量大、計(jì)算能力最強(qiáng)。它主要用于發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)、建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)、管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信息、尋找一對(duì)節(jié)點(diǎn)間的路由信息并且不斷的接收信息。一旦網(wǎng)絡(luò)建立完成,這個(gè)協(xié)調(diào)器的作用就像路由器節(jié)點(diǎn)。ZigBee設(shè)備類(lèi)型ZigBee路由器〔Router〕它的執(zhí)行功能包括允許其它設(shè)備參加這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，跳躍路由，輔助子樹(shù)下電池供電終端的通信。通常,路由器全時(shí)間處在活動(dòng)狀態(tài),因此為主供電。但是在樹(shù)狀拓?fù)渲?允許路由器操作周期運(yùn)行,因此這個(gè)情況下允許路由器電池供電.。ZigBee設(shè)備類(lèi)型ZigBee終端設(shè)備〔End-device〕一個(gè)終端設(shè)備對(duì)于維護(hù)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備沒(méi)有具體的責(zé)任,所以它可以睡眠和喚配看它自己選擇。因此它能作為電池供電節(jié)點(diǎn)。ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋃igBee支持三種自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型，即星型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(Mesh)和簇狀結(jié)構(gòu)(Cluster

tree)，特別是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)健壯性和系統(tǒng)可靠性。ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋃igBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)備類(lèi)型拓?fù)漕?lèi)型是否成為協(xié)調(diào)器通話對(duì)象全功能設(shè)備星型、樹(shù)狀、網(wǎng)狀可以與任何ZigBee設(shè)備通話簡(jiǎn)化功能設(shè)備星型不可以與協(xié)調(diào)器、路由器通話，不能與終端設(shè)備通話ZigBee協(xié)議架構(gòu)ZigBee協(xié)議由應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成。網(wǎng)絡(luò)層以上協(xié)議由ZigBee聯(lián)盟制定，負(fù)責(zé)物理層和鏈路層標(biāo)準(zhǔn)。ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋃igBee協(xié)議架構(gòu)物理層功能：1.激活和休眠射頻收發(fā)器；2.信道能量檢測(cè)〔energydetect〕；3.檢測(cè)接收數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量指示〔linkqualityindication,LQI〕；4.空閑信道評(píng)估〔clearchannelassessment,CCA〕；5.收發(fā)數(shù)據(jù)。ZigBee協(xié)議架構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層功能：1.協(xié)調(diào)器產(chǎn)生并發(fā)送信標(biāo)幀，普通設(shè)備根據(jù)協(xié)調(diào)器的信標(biāo)幀與協(xié)議器同步；2.支持PAN網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)〔association〕和取消關(guān)聯(lián)〔disassociation〕操作；3.支持無(wú)線信道通信平安；4.使用CSMA-CA機(jī)制訪問(wèn)信道；5.支持時(shí)槽保障〔guaranteedtimeslot,GTS〕機(jī)制；6.支持不同設(shè)備的MAC層間可靠傳輸。ZigBee協(xié)議架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層功能：ZigBee網(wǎng)絡(luò)層的主要功能就是提供一些必要的函數(shù)，確保ZIgBee的MAC層〔〕正常工作，并且為應(yīng)用層提供適宜的效勞接口。為了向應(yīng)用層提供其接口，網(wǎng)絡(luò)層提供了兩個(gè)必須的功能效勞實(shí)體，它們分別為數(shù)據(jù)效勞實(shí)體和管理效勞實(shí)體。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實(shí)體〔NLDE〕通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)效勞實(shí)體效勞接入點(diǎn)〔NLDE-SAP〕提供數(shù)據(jù)傳輸效勞；網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體〔NLME〕通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體效勞接入點(diǎn)〔NLME-SAP〕提供網(wǎng)絡(luò)管理效勞。網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體利用網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實(shí)體完成一些網(wǎng)絡(luò)的管理工作，并且，網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息庫(kù)〔NIB〕的維護(hù)和管理。ZigBee協(xié)議架構(gòu)應(yīng)用會(huì)聚層功能：該層主要負(fù)責(zé)把不同的應(yīng)用映射到ZigBee網(wǎng)絡(luò)上，具體而言包括：1.平安與鑒權(quán)2.多個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的會(huì)聚3.設(shè)備發(fā)現(xiàn)4.效勞發(fā)現(xiàn)ZigBee應(yīng)用領(lǐng)域智能家庭領(lǐng)域可以應(yīng)用于家庭的照明、溫度、平安、控制等。ZigBee模塊可安裝在電視、燈泡、遙控器、兒童玩具、游戲機(jī)、門(mén)禁系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和其它家電產(chǎn)品等，例如在燈泡中裝置ZigBee模塊，那么人們要開(kāi)燈，就不需要走到墻壁開(kāi)關(guān)處，直接通過(guò)遙控便可開(kāi)燈。當(dāng)你翻開(kāi)電視機(jī)時(shí)，燈光會(huì)自動(dòng)減弱;當(dāng)鈴響起時(shí)或你拿起話機(jī)準(zhǔn)備打時(shí)，電視時(shí)機(jī)自動(dòng)靜音。通過(guò)ZigBee終端設(shè)備可以收集家庭各種信息，傳送到中央控制設(shè)備，或是通過(guò)遙控到達(dá)遠(yuǎn)程控制的目的，提供家居生活自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化。ZigBee應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)領(lǐng)域通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)收集各種信息，并將信息回饋到系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，以利工廠整體信息之掌握，例如火警的感測(cè)和通知，照明系統(tǒng)之感測(cè)，生產(chǎn)機(jī)臺(tái)之流程控制等，都可由ZigBee網(wǎng)絡(luò)提供相關(guān)信息，以到達(dá)工業(yè)與環(huán)境控制的目的。ZigBee應(yīng)用領(lǐng)域智能交通街道、高速公路及其他地方分布式地裝有大量ZigBee終端設(shè)備，你就不再擔(dān)憂會(huì)迷路。安裝在汽車(chē)?yán)锏钠骷⒏?/p>