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无线传输 zigbee
Zigbee 的应用
Zigbee 是基于 IEEE802.15.4 标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技
术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞,由于
蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡〞(zig)地抖动翅膀的“舞蹈〞来与同伴传递花粉所
在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是
近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低本钱。主要适合用于自动
控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee 就是一种廉价的,
低功耗的近距离无线组网通讯技术。
目录
概述
ZigBee 的起源
玩转芯片还是玩转模块
ZigBee 读写设备
ZigBee 无线数据传输
ZigBee 网通信方式
ZigBee 自身的技术优势
ZigBee 的频带
ZigBee 性能分析
ZigBee 的应用前景
ZigBee 联盟
ZigBee 与无线电
ZigBee 与无线电
ZigBee 是一种低速短距离传输的无线网络协定,底层是采用 IEEE802.15.4
标准标准的媒体存取层与实体层。主要特色有低速、低耗电、低本钱、支援大量
网络节点、支援多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、平安。ZigBee 协定层
从下到上分别为实体层〔PHY〕、媒体存取层〔MAC〕、网络层〔NWK〕、应用层
〔 APL 〕 等 。 网 络 装 置 的 角 色 可 分 为 ZigBeeCoordinator 、 ZigBeeRouter 、
ZigBeeEndDevice 等三种。[1]
编辑本段 ZigBee 的起源
ZigBee,在中国被译为"紫蜂",它与蓝牙相类似。是一种新兴的短距离无线
技术.
用于传感控制应用〔sensor and control).
此想法在 IEEE 802.15 工作组中提出,于是成立了 TG4 工作组,并制定标准
IEEE 802.15.4.
2001 年 8 月,ZigBee Alliance 成立。
2004 年,ZigBee V1.0 诞生。它是 zigbee 的第一个标准.但由于推出仓促,
存在一些错误。
2006 年,推出 ZigBee 2006,比拟完善.
2007 年底,ZigBee PRO 推出
2021 年 3 月,zigbee RF4CE 推出,具备更强的灵活性和远程控制能力
ZigBee 的底层技术基于 IEEE 802.15.4.
物理层和 MAC 层直接引用了 IEEE 802.15.4
在蓝牙技术的使用过程中,人们发现蓝牙技术尽管有许多优点,但仍存在许
多缺陷。对工业,家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言,蓝牙技术显得太复
杂,功耗大,距离近,组网规模太小等,而工业自动化,对无线数据通信的需求
越来越强烈,而且,对于工业现场,这种无线数据传输必须是高可靠的,并能抵
抗工业现场的各种电磁干扰。因此,经过人们长期努力,ZigBee 协议在 2003 年
正式问世。另外,Zigbee 使用了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议
Home RF Lite。
长期以来,低价、低传输率、短距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。
自从 Bluetooth 出现以后,曾让工业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀
跃不已,
但是 Bluetooth 的售价一直居高不下,严重影响了这些厂商的使用意愿。如今,
这些业者都参加了 IEEE802.15.4 小组,负责制定 ZigBee 的物理层和媒体介质访
问层。IEEE802.15.4 标准是一种经济、高效、低数据速率〔<250kbps〕、工作在
2.4GHz 和 868/928MHz 的无线技术,用于个人区域网和对等网络。它是 ZigBee
应用层和网络层协议的根底。ZigBee 是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、
低数据速率、低本钱的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的
技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据 802.15.4 标准,在数千个微小的
传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通
过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点,所以它们的通信效率非常高。
玩转芯片还是玩转模块
ZigBee 作为一种个人网络的短程无线通信协议,已经日益为大家所熟知,
它最大的特点就是低功耗、可组网,特别是带有路由的可组网功能,理论上可以
使 ZigBee 覆盖的通讯面积无限扩展。相对蓝牙,红外的点对点通信,和 WLAN 的
星状通信,ZigBee 的协议就要复杂得多了。那么我们究竟是该选择 ZigBee 芯片
去自己开发协议呢,还是直接选择已经带有了 ZigBee 协议的模块直接应用呢?
玩转芯片的代价:开发时间周期长;人力和技术储藏雄厚。
目前市场上的 ZigBee 射频收发“芯片〞实际上只是一个符合物理层标准的
芯片,它只负责调制解调无线通讯信号,所以必须结合单片机才能完成对数据的
接收发送和协议的实现。而单芯片也只是把射频局部和单片机局部集成在了一起,
不需要额外的一个单片机,它的好处是节约本钱,简化设计电路,但这种单芯片
也并没有包含 ZigBee 协议在里面。
这两种情况都需要用户根据单片机的结构和存放器的设置并参照物理层局
部的 IEEE802.15.4 协议和网络层局部的 ZigBee 协议自己去开发所有的软件局
部。这个工程量对于做实际应用的用户来讲是很大的,开发周期以及测试周期都
是非常之长的,更由于是无线通讯产品,它的产品质量也不是很容易得到保障的。
即便现在许多 ZigBee 公司都提供自家芯片的 ZigBee 协议栈,但这只是提供
一种协议的功能,而并不代表它具有真正的可应用性和可操作性,因为它并没有
提供一个对用户的数据接口的详细描述,用户怎么才能不顾及芯片内部的程序而
很简单轻松的就把自己的数据通过芯片发送出去,甚至组成路由获取传送更远方
产品的数据,这都不是只包括了 ZigBee 协议栈的芯片就能简单实现的,ZigBee
协议栈只是说它有了协议的所有组成局部,而究竟怎么把每局部结合并有条不紊
的运转起来,并怎么实现和用户自己数据的协议通讯?一个只包含了 ZigBee 协
议栈的芯片是不可能实现得了的。
直白点讲,这些需要用户根据完整的协议代码和自己上层的通讯协议,再去
一点一点每个局部的去修改协议栈中的内容,才能完成简单的数据无线收发,而
要完成一条路由,甚至整个网络的通信,那调试测试的时间那么会需要更长的。
那么对于做实际应用的用户来讲将会大大耽误开发周期,并且这种具有复杂协议
的无线产品会具有更多的不定因素,更易受到外界环境条件的影响,在实际开发
中遇到的问题将会五花八门,难于应付。
玩转模块的代价:省去 ZigBee 开发周期,能在推广工程上抢到先机。
ZigBee 模块是已经包含了所有外围电路和完整协议栈的能够立即投入使用
的产品,已经经过了厂家的优化设计,和老化测试,有一定的质量保证。优秀可
靠的 zigBee 应用“模块〞具有在硬件上设计紧凑,体积小,贴片式焊盘设计,
可以内置 Chip 或外置 SMA 天线,通讯距离从 100 米到 1200 米不等,还包含了
ADC,DAC,比拟器,多个 IO,I2C 等接口和用户的产品相对接。软件上包含了完
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