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一文详解应用于智能照明中的Zigbee协议

来源:http://ig88new.com 责任编辑:ag88环亚国际 2018-09-14 14:24

  一文详解应用于智能照明中的Zigbee协议

  在智能硬件和物联网范畴,时下大名鼎鼎的ZigBee可谓是无人不知,无人不晓。作为除了wifi、蓝牙之外,ZigBee是现在最重要的无线通讯协议之一,首要运用于物联网和智能硬件等范畴。

  关于ZigBee,下文选用问答方法向你具体地介绍了方方面面,不夸口的说,你所需求知道的关于ZigBee的全部,全在这里了!

  ZigBee来源前史篇

  ZigBee来源什么技能?

  在蓝牙技能的运用过程中,人们发现蓝牙技能虽然有许多长处,但仍存在许多缺点。对工业,家庭主动化操控和工业遥测遥控范畴而言,蓝牙技能显得太杂乱,功耗大,间隔近,组网规划太小等,……而工业主动化,对无线数据通讯的需求越来越激烈,并且,关于工业现场,这种无线数据传输必需是高牢靠的,并能反抗工业现场的各种电磁搅扰。

  因而,经过人们长时间尽力,ZigBee协议在2003年中正式面世了。别的,ZigBee运用了在它之前所研讨过的面向家庭网络的通讯协议Home RF Lite。

  什么是ZigBee?

  首要ZigBee是IEEE802.15.4协议的代名词。依据这个协议规则的技能是一种近间隔、低杂乱度、低功耗、低数据速率、低本钱的双向无线通讯技能,首要合适于主动操控和长途操控范畴,能够嵌入各种设备中,一起支撑地舆定位功用。由于蜜蜂(bee)是靠翱翔和嗡嗡(zig)地颤动翅膀的舞蹈来与火伴传递花粉地点方位和远近信息的,也就是所蜜蜂依靠着这样的方法构成了集体中的通讯网络,因而ZigBee的发明者们形象地运用蜜蜂的这种行为来形象地描绘这种无线信息传输技能。

  ZigBee技能有哪些特色?

  ZigBee的特色首要有以下几个方面:

  低功耗:在低耗电待机形式下,2节5号干电池可支撑1个节点作业6-24个月,乃至更长。这是ZigBee的杰出优势。相比之下蓝牙能够作业数周、WiFi能够作业数小时;

  低本钱:经过大幅简化协议是本钱很低(缺乏蓝牙的1/10),降低了对通讯操控器的要求,按猜测剖析,以8051的8位微操控器测算,全功用的主节点需求32KB代码,子功用节点少至4KB代码,并且ZigBee的协议专利免费;

  低速率:ZigBee作业在250kbps的通讯速率,满意低速率传输数据的运用需求;

  近间隔:传输规模一般介于10~100m之间,在添加RF发射功率后,亦可添加到1-3km。这指的是相邻节点间的间隔。假如经过路由和节点间通讯的接力,传输间隔将能够更远;

  短时延:ZigBee的响应速度较快,一般从睡觉转入作业状况只需15ms,节点衔接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需求3-10s、WiFi需求3s;

  高容量:ZigBee可选用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点办理若干子节点,最多一个主节点可办理254个子节点;一起主节点还可由上一层网络节点办理,最多可组成65000个节点的大网;

  高安全:ZigBee供给了三级安全形式,包含无安全设定、运用接入操控清单(ACL)避免不合法获取数据以及选用高档加密规范(AES128)的对称暗码,以灵敏断定其安全特点;

  免执照频段:选用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz(全球)频段。

  为什么说ZigBee是适应工业主动化对牢靠的无线数据传输日益增长的需求而发生的?

  ZigBee技能自身,就是由于兰牙技能不能满意工业主动化中,对低数据量,低本钱,低功耗,高牢靠性的无线数据通讯的需求而发生的。由于,关于工业现场,这种无线数据传输必需是高牢靠的,并能反抗工业现场的各种电磁搅扰。ZigBee技能中,运用网状网拓扑结构,主动路由,动态组网,直序扩频的方法。就是为了满意工业主动化操控现场的这种需求。

  通讯技能篇

  ZigBee运用那种协议?

  IEEE802.15.4协议,这是一种低传送速率的无限PAN的协议。在规范化方面,IEEE802.15.4作业组首要担任拟定物理层和MAC层的协议,其他协议首要参照和选用现有的规范,高层运用、测验和市场推广等方面的作业将由ZigBee联盟担任。

  为什么ZigBee无线通讯运用2,4G频段是免费频段?

  在我国和国际上大多数其他国家,一般运用无线电设备都是要付频率运用费的,包含手机通讯,只不过移动运营商现已向国家支付了这笔费用,并经过号码占用费等方法向用户收取了这笔费用。在运用其它无线设备时,你首要要向国家相关部分请求频率运用答应,然后依据你的无线设备所运用的频率,功率巨细和数量收取费用。这是一笔不小的费用,一般设备一年往往要交纳几千元的费用。

  而免费频段,是指各个国家依据各自的实际情况,并考虑尽可能与国际其他国家规则的一致性,而区分出来的一个频段,专门用于工业,医疗以及科学研讨运用(ISM频段),不需请求而能够免费运用的频段。咱们国家的2.4G频段,就是这样一个频段。可是,为了确保我们都能够合理运用,国家对该频段内的无线收发设备,在不同环境下的运用功率做了相应的约束。例如在城市环境下,发射功率不能超过100mW。

  ZigBee仅合适近间隔通讯吗?

  ZigBee局域网络不只能够经过进步每个节点模块的发射功率和接纳灵敏度以及添加节点数量来扩展网络,并且还能够经过传统的互联网去监控路途遥远的ZigBee操控网络。

  可是,在进行扩张要注意的是:

  1. 跟着发射功率的添加,耗电量天然要增大,只要求耗电也大,便会失掉ZigBee自身电能耗费很低的优势;

  2. 虽然2.4Ghz是免费频段,可是不能超过电波法中关于最大功率的约束。