Zigbee是一種類似于Wi-Fi和藍(lán)牙的無(wú)線技術(shù)，基于電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)的IEEE 802.12標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)范，ZigBee技術(shù)被認(rèn)為是最有可能像WIFI、藍(lán)牙一樣可以改變我們生活的無(wú)線通信技術(shù)之一。ZigBee技術(shù)是讓一些通信設(shè)備，特別是傳感器接入互聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳輸技術(shù)。
在家庭自動(dòng)化控制和工業(yè)遙測(cè)遙控領(lǐng)域，對(duì)于無(wú)線數(shù)據(jù)通信的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，而且這種無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸是必須高度可靠的，并能夠抵抗工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種電磁干擾。
ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)就在于功耗更低，實(shí)時(shí)在線，同一個(gè)網(wǎng)關(guān)可以接入的數(shù)量巨大并且可以自組網(wǎng)，在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中具有廣闊的應(yīng)用空間。
ZigBee一詞源于蜜蜂蜂群在發(fā)現(xiàn)花粉后，通過(guò)ZigZag形舞蹈來(lái)告知同伴，來(lái)達(dá)到交換信息的目的?？梢哉f(shuō)是一種小動(dòng)物通過(guò)簡(jiǎn)捷的方式實(shí)現(xiàn)的“無(wú)線”溝通。人們也就借此稱呼一種專注于低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的近程無(wú)線無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，也包含此寓意。
zigbee是基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議發(fā)展起來(lái)的一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，功耗低，被業(yè)界認(rèn)為是最有可能應(yīng)用在工控場(chǎng)合的無(wú)線傳輸方案。Zigbee網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由可多到65000個(gè)無(wú)線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無(wú)限擴(kuò)展。
ZigBee是一種無(wú)線連接,可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz（歐洲流行)和915 MHz（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)增加的無(wú)線通信技術(shù)。
作為一種無(wú)線通信技術(shù)，ZigBee技術(shù)具有如下特點(diǎn):
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,這是其它無(wú)線設(shè)備望塵莫及的。
ZigBee模塊的初始成本在6美元左右,估計(jì)很快就能降到1.5—2.5美元, 并且ZigBee協(xié)議是免專利費(fèi)的。低成本對(duì)于ZigBee也是一個(gè)關(guān)鍵的因素。
zigbee協(xié)議的大小一般在4-32KB，而藍(lán)牙和wi-fi一般都超過(guò)100KB。
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)備信道接入的時(shí)延為15ms。因此ZigBee技術(shù)適用于對(duì)時(shí)延要求苛刻的無(wú)線控制(如工業(yè)控制場(chǎng)合等)應(yīng)用。
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。并且在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中最多可以有65000個(gè)節(jié)點(diǎn)連接。
zigbee能夠自動(dòng)建立其所想要的網(wǎng)絡(luò)。
采取了碰撞避免策略,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的確認(rèn)信息。如果傳輸過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題可以進(jìn)行重發(fā)。
ZigBee提供了基于循環(huán)沉余校驗(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)用可以靈活確定其安全屬性。
ZigBee無(wú)線模塊可使用的頻段有3個(gè)，分別是2.4GHz的ISM頻段、歐洲的868MHz頻段、以及美國(guó)的915MHz頻段，而不同頻段可使用的信道分別是16、1、10個(gè)；
ZigBee模塊在中國(guó)采用2.4G的ISM頻段，是免申請(qǐng)和免使用費(fèi)的頻率，在2.4G 的頻段上具有16個(gè)信道，帶寬為250K。
ZigBee和802.15.4標(biāo)準(zhǔn)都適合于低速率數(shù)據(jù)傳輸，最大速率為250K，與其他無(wú)線技術(shù)比較，適合傳輸距離相對(duì)較近；ZigBee無(wú)線技術(shù)適合組建WPAN 網(wǎng)絡(luò)，就是無(wú)線個(gè)人設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，對(duì)于數(shù)據(jù)采集和控制信號(hào)的傳輸是非常合適的。它的應(yīng)用定位就是低速率、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、低功耗和低成本應(yīng)用。
ZigBee模塊的傳輸帶寬在20-250KB/s范圍，適合傳感器數(shù)據(jù)采集和控制數(shù)據(jù)的傳輸，可以組建大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)容量達(dá)到65535個(gè)，具有非常強(qiáng)大的組網(wǎng)優(yōu)勢(shì)；特有的低功耗設(shè)計(jì)，可以保證電池工作很長(zhǎng)時(shí)間。
ZigBee在2.4G的頻段上具有16個(gè)信道，從2.405GHz—2.480GHz 間分布，信道間隔是5M，具有很強(qiáng)的信道抗串?dāng)_能力。
ZigBee采取了IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議強(qiáng)有力的無(wú)線物理層所規(guī)定的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，增加了邏輯網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)用軟件，更加適合于產(chǎn)品技術(shù)的一致化，利于了產(chǎn)品的互連互通；ZigBee繼續(xù)與IEEE緊密結(jié)合，以保證向市場(chǎng)提供一種完整的集成解決方案。
ZigBee技術(shù)具有強(qiáng)大的組網(wǎng)能力，可以形成星型、樹型和MESH網(wǎng)狀網(wǎng)，可以根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目需要來(lái)選擇合適的zigbee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的功能，網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)“多級(jí)跳”的方式來(lái)通信；該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可以組成極為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)還具備自組織、自愈功能；星型和族樹型網(wǎng)絡(luò)適合點(diǎn)多多點(diǎn)、距離相對(duì)較近的應(yīng)用。
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