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    解決方案
    Zigbee的綜合概述及應(yīng)用行業(yè)優(yōu)勢(shì)
    發(fā)布日期:2012/6/26 發(fā)布者:wxyktliang 共閱3688次 文章字體:
    如今,各種近距離無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)層出不窮,Bluetooth(藍(lán)牙)、ZigBee、Wi—Fi、WiMAX、無(wú)線(xiàn)USB、UWB等等,競(jìng)爭(zhēng)激烈,各有千秋。但隨著通信距離的增大,設(shè)備的復(fù)雜度、功耗以及系統(tǒng)成本的增加,相對(duì)于現(xiàn)有的各種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),ZigBee技術(shù)的低功耗、低成本、容量大、安全性高等諸多優(yōu)勢(shì)使其在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中逐漸脫穎而出。
    Zigbee的由來(lái):
       在藍(lán)牙技術(shù)的使用過(guò)程中,人們發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙技術(shù)盡管有許多優(yōu)點(diǎn),但仍存在許多缺陷。對(duì)工業(yè),家庭自動(dòng)化控制和遙測(cè)遙控領(lǐng)域而言,藍(lán)牙技術(shù)顯得太復(fù)雜,功耗大,距離近,組網(wǎng)規(guī)模太小等,……而工業(yè)自動(dòng)化對(duì)無(wú)線(xiàn)通信的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。正因此,經(jīng)過(guò)人們長(zhǎng)期努力,Zigbee協(xié)議在2003年中通過(guò)后,于2004正式問(wèn)世了。
        
    Zigbee是什么:
       Zigbee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無(wú)線(xiàn)數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),十分類(lèi)似現(xiàn)有的移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng),每一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊類(lèi)似移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基站,在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),它們之間可以進(jìn)行相互通信;每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75米,到擴(kuò)展后的幾百米,甚至幾公里;另外整個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)還可以與現(xiàn)有的其它的各種網(wǎng)絡(luò)連接。例如,你可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)在北京監(jiān)控云南某地的一個(gè)Zigbee控制網(wǎng)絡(luò)。不同的是,Zigbee網(wǎng)絡(luò)主要是為自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立,而移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語(yǔ)音通信而建立;每個(gè)移動(dòng)基站價(jià)值一般都在百萬(wàn)元人民幣以上,而每個(gè)Zigbee“基站”卻不到1000元人民幣;每個(gè)Zigbee 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以與監(jiān)控對(duì)對(duì)象,例如傳感器連接直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,它還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)資料; 除此之外,每一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(FFD)還可在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi),和多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)(RFD)無(wú)線(xiàn)連接。每個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(FFD和RFD)可以可支持多到31個(gè)的傳感器和受控設(shè)備,每一個(gè)傳感器和受控設(shè)備終可以有8種不同的接口方式?梢圆杉蛡鬏敂(shù)字量和模擬量。
          
     Zigbee技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域:
        Zigbee技術(shù)的目標(biāo)就是針對(duì),工業(yè),家庭自動(dòng)化,智能一卡通,遙測(cè)遙控,例如無(wú)線(xiàn)門(mén)禁,無(wú)線(xiàn)考勤,無(wú)線(xiàn)消費(fèi),無(wú)線(xiàn)POS機(jī)等.另外Zigbee技術(shù)在燈光自動(dòng)化控制,傳感器的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,油田,電力,礦山和物流管理等也可應(yīng)用。  
       
    Zigbee 技術(shù)的特點(diǎn):
        低速率  
       數(shù)據(jù)傳輸速率只有20~250kb/s,分別提供250kb/s (2.4GHz),40kb/s (915MHz)和20kb/s (868MHZ) 的原始數(shù)據(jù)吞吐率,滿(mǎn)足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。
    低功耗,低數(shù)據(jù)量(250KPS),低成本,使用免費(fèi)的ISM頻段(2.4G),高的抗干擾性能(DSSS),
    網(wǎng)絡(luò)容量大
       ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)可由一個(gè)節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn),最多一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以管理254個(gè)子節(jié)點(diǎn)。同時(shí)該節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理?山M成65536個(gè)節(jié)點(diǎn)的大型網(wǎng)絡(luò)。
    時(shí)延短
      ZIGBEE的響應(yīng)速度較快,一般從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms,節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需要30ms,進(jìn)一步節(jié)約了能源。相對(duì)而言,Bluetooth需要3~10s,Wi—Fi需要3s.
    安全性高
    ZIGBEE提供了三級(jí)安全模式,包括無(wú)安全設(shè)定,使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高保密性(64位出廠(chǎng)編號(hào)和支持AES-128加密),高集成度和高的可靠性;節(jié)點(diǎn)模塊之間具有自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的功能,信息在整個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)自動(dòng)路由的方式進(jìn)行傳輸,從而保證了信息傳輸?shù)目煽啃!?nbsp;  
     
    Zigbee的發(fā)展前景: 
        Zigbee技術(shù)和RFID 技術(shù)在2004年就被列為當(dāng)今世界發(fā)展最快,市場(chǎng)前景最廣闊的十大最新技術(shù)中的兩個(gè)。總之,今后若干年,都將是Zigbee技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期。
       
    Zigbee技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用情況:
     盡管,國(guó)內(nèi)不少人已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注Zigbee這們新技術(shù),而且也有不少單位開(kāi)始涉足Zigbee技術(shù)的開(kāi)發(fā)工作,然而,由于Zigbee 本身是一種新的系統(tǒng)集成技術(shù),應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)必須和網(wǎng)絡(luò)傳輸,射頻技術(shù)和底層軟硬件控制技術(shù)結(jié)合在一起。因而深入理解這個(gè)來(lái)自國(guó)外的新技術(shù),再組織一個(gè)在這幾個(gè)方面都有豐富經(jīng)驗(yàn)的配套的隊(duì)伍,本身就不是一件容易的事情,因而,到目前為止,國(guó)內(nèi)目前除了廣州市一卡通計(jì)算機(jī)服務(wù)有限公司,真正將Zigbee技術(shù)開(kāi)發(fā)成產(chǎn)品,并成功地用于解決幾個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題而外,尚未見(jiàn)到其它報(bào)道。
          
    Zigbee 和現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)(GPRS,CDMA-1X)的比較:
      1. 無(wú)網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi):使用移動(dòng)網(wǎng)需要長(zhǎng)期支付網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi),而且是按節(jié)點(diǎn)終端的數(shù)量計(jì)算的,而Zigbee沒(méi)有這筆費(fèi)用;
       2. 設(shè)備投入低:使用移動(dòng)網(wǎng)需要購(gòu)買(mǎi)移動(dòng)終端設(shè)備,每個(gè)終端的價(jià)格在人民幣1000元上下,而使用Zigbee 網(wǎng)絡(luò),不僅Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊(相當(dāng)于基站)費(fèi)用每只人民幣不到1000元,而且,主要使用的網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)(相當(dāng)于手機(jī))的價(jià)格還要低得多; 
        3. 通信更可靠:由于現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)主要是為手機(jī)通信而設(shè)計(jì)的,盡管CDMA-1X和GPRS可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,但實(shí)踐發(fā)現(xiàn),不僅通信數(shù)率比設(shè)計(jì)速率低很多,而且數(shù)據(jù)通信的可靠信也存在一定的問(wèn)題。而Zigbee網(wǎng)絡(luò)則是專(zhuān)門(mén)為控制數(shù)據(jù)的傳輸而設(shè)計(jì)的,因而控制數(shù)據(jù)的傳輸具有相當(dāng)?shù)谋WC。
       4. 高度的靈活性和低成本:首先,通過(guò)使用覆蓋距離不同,功能不同的Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),以及其它非Zigbee系統(tǒng)的低成本的無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊,建立起一個(gè)Zigbee局部自動(dòng)化控制網(wǎng),再通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)網(wǎng)與遠(yuǎn)端的計(jì)算機(jī)相連,從而實(shí)現(xiàn)低成本,高效率的工業(yè)自動(dòng)化遙測(cè)遙控;
        5. 比起現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)來(lái),盡管Zigbee僅僅只是一個(gè)局域網(wǎng),覆蓋區(qū)域有限,但它卻可以與現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)和其它通信網(wǎng)絡(luò)相連接,將許多Zigbee局域網(wǎng)相互連成為一個(gè)整體。有效的解決移動(dòng)網(wǎng)的盲區(qū)覆蓋問(wèn)題:我們知道,現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在許多地方存在盲區(qū),特別是鐵路,公路,油田,礦山等野外,更是如此。而增加一個(gè)移動(dòng)基站或直放站的費(fèi)用是相當(dāng)可觀(guān)的,此時(shí)使用Zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行盲區(qū)覆蓋不僅經(jīng)濟(jì)有效,而且往往是現(xiàn)在唯一可行手段。
            Zigbee與現(xiàn)有數(shù)傳電臺(tái)的比較:
        1. 可靠性高:由于Zigbee模塊的集成度遠(yuǎn)比一般數(shù)傳電臺(tái)高,分離元器件少,因而可靠性更高; 
       2. 使用方便安全:因?yàn)榧啥雀,比起一般?shù)傳電臺(tái)來(lái),Zigbee收法模塊體積可以做得很小,而且功耗低,最大發(fā)射電流比一個(gè)CDMA手機(jī)還要小許多,因而很容易集成或直接安放在到設(shè)備之中,不僅使用方便,而且在戶(hù)外使用時(shí),不容易受到破壞;并向用戶(hù)提供Zigbee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的演示/應(yīng)用套件,和具體應(yīng)用開(kāi)發(fā)資料。
        3. 抗干擾力強(qiáng),保密性好,誤碼率低:Zigbee收發(fā)模塊使用的是2.4G 直序擴(kuò)頻技術(shù),比起一般FSK, ASK和跳頻的數(shù)傳電臺(tái)來(lái),具有更好的抗干擾能力,和更遠(yuǎn)的傳輸距離;
      4. 免費(fèi)頻段:Zigbee使用的是免費(fèi)頻段,而許多數(shù)傳電臺(tái)所使用的頻段不僅需要申請(qǐng),而且每年都需要向國(guó)家無(wú)委會(huì)交納相當(dāng)?shù)念l率使用費(fèi)。
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