剖析zigbee技術
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與移動通信的CDMA網或GSM網不同的是，Zigbee網絡主要是為工業現場自動化控制數據傳輸而建立，因而，它必須具有簡單，使用方便，工作可靠，價格低的特點。而移動通信網主要是為語音通信而建立，每個基站價值一般都在百萬元人民幣以上，而每個Zigbee“基站”卻不到1000元人民幣。每個Zigbee網絡節點不僅本身可以作為監控對象，例如其所連接的傳感器直接進行數據采集和監控，還可以自動中轉別的網絡節點傳過來的數據資料。除此之外，每一個Zigbee網絡節點(FFD)還可在自己信號覆蓋的范圍內，和多個不承擔網絡信息中轉任務的孤立的子節點(RFD)無線連接。
Zigbee采用的自組織網通信方式
zigbee技術所采用的自組織網是怎么回事？舉一個簡單的例子就可以說明這個問題，當一隊傘兵空降后，每人持有一個ZigBee網絡模塊終端，降落到地面后，只要他們彼此間在網絡模塊的通信范圍內，通過彼此自動尋找
，很快就可以形成一個互聯互通的ZigBee網絡。而且，由于人員的移動
，彼此間的聯絡還會發生變化。因而，模塊還可以通過重新尋找通信對象，確定彼此間的聯絡，對原有網絡進行刷新。這就是自組織網。
ZigBee技術為什么要使用自組織網來通信？
網狀網通信實際上就是多通道通信，在實際工業現場，由于各種原因，往往并不能保證每一個無線通道都能夠始終暢通，就像城市的街道一樣，可能因為車禍，道路維修等，使得某條道路的交通出現暫時中斷，此時由于我們有多個通道，車輛（相當于我們的控制數據）仍然可以通過其他道路到達目的地。而這一點對工業現場控制而言則非常重要。
為什么自組織網要采用動態路由的方式？
所謂動態路由是指網絡中數據傳輸的路徑并不是預先設定的，而是傳輸數據前，通過對網絡當時可利用的所有路徑進行搜索，分析它們的位置關系以及遠近，然后選擇其中的一條路徑進行數據傳輸。在我們的網絡管理軟件中，路徑的選擇使用的是“梯度法”，即先選擇路徑最近的一條通道進行傳輸，如傳不通，再使用另外一條稍遠一點的通路進行傳輸，以此類推，直到數據送達目的地為止。在實際工業現場，預先確定的傳輸路徑隨時都可能發生變化，或者因各種原因路徑被中斷了，或者過于繁忙不能進行及時傳送。動態路由結合網狀拓撲結構，就可以很好解決這個問題，從而保證數據的可靠傳輸。
Zigbee自身的技術優勢
①低功耗。在低耗電待機模式下,2 節5 號干電池可支持1個節點工作6～24個月,甚至更長。這是Zigbee的突出優勢。相比較, 藍牙能工作數周、WiFi可工作數小時 。本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/158018.htm
現在，TI公司和德國的Micropelt公司共同推出新能源的Zigbee節點。該節點采用Micropelt公司的熱電發電機給TI公司的Zigbee提供電源。
②低成本。通過大幅簡化協議(不到藍牙的1/10) ,降低了對通信控制器的要求,按預測分析,以8051的8位微控制器測算,全功能的主節點需要32KB代碼,子功能節點少至4KB代碼,而且Zigbee免協議專利費。每塊芯片的價格大約為2 美元。
③ 低速率。Zigbee工作在20～250 kbps的較低速率,分別提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps (915 MHz)和20kbps(868 MHz) 的原始數據吞吐率,滿足低速率傳輸數據的應用需求。
④近距離。傳輸范圍一般介于10～100 m 之間,在增加RF 發射功率后,亦可增加到1～3 km。這指的是相鄰節點間的距離。如果通過路由和節點間通信的接力,傳輸距離將可以更遠。
⑤短時延。Zigbee 的響應速度較快,一般從睡眠轉入工作狀態只需15 ms ,節點連接進入網絡只需30 ms ,進一步節省了電能。相比較,藍牙需要3～10 s、WiFi 需要3 s。
⑥高容量。Zigbee 可采用星狀、片狀和網狀網絡結構,由一個主節點管理若干子節點,最多一個主節點可管理254 個子節點;同時主節點還可由上一層網絡節點管理,最多可組成65000 個節點的大網。
⑦高安全。Zigbee 提供了三級安全模式,包括無安全設定、使用接入控制清單(ACL) 防止非法獲取數據以及采用高級加密標準(AES 128) 的對稱密碼,以靈活確定其安全屬性。
⑧免執照頻段。采用直接序列擴頻在工業科學醫療( ISM) 頻段,2. 4 GHz (全球) 、915 MHz(美國) 和868 MHz(歐洲) 。
Zigbee的頻帶
1) 868MHZ 傳輸速率為20KB/S 適用于歐洲
2) 915MHZ 傳輸速率為40KB/S 適用于美國
3) 2.4GHZ 傳輸速率為250KB/S 全球通用
由于 此三個頻帶物理層并不相同,其各自信道帶寬也不同,分別為
0.6MHZ,2MHZ和5MHZ.分別有1個10個和16個信道.
不同頻帶的擴頻和調制方式有區別.雖然都使用了直接擴頻(DSSS)的方式,但從比特到碼片的變換方式有較大的差別.
調制方式都用了調相技術,但868MHZ和915MHZ頻段采用的是BPSK而2.4GHZ頻段采用的是OQPSK在發射功率為0dBm的情況下,BLUETOOTH通常能用10M的作用范圍.
而基于IEEE 802.15.4的zigbee在室內通常能達到30-50米作用距離,在室外如果障礙物少,甚至可以達到100米作用距離.
所以zigbee可歸為低速率的短距離無線通信技術.
Zigbee性能分析
1.數據速率比較低
在2.4GHZ的頻段只有250KB/S,而且只是鏈路上的速率,除掉信道競爭應答和重傳等消耗,真正能被應用所利用的速率可能不足100KB/S,并且余下的速率可能要被鄰近多個節點和同一個節點的多個應用所瓜分.因此不適合做視頻之類事情.
適合的應用領域－－－－－－－－傳感和控制
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