Zigbee的綜合概述及應(yīng)用行業(yè)優(yōu)勢(shì)
如今，各種近距離無線傳輸技術(shù)層出不窮，Bluetooth（藍(lán)牙）、ZigBee、Wi—Fi、WiMAX、無線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)有的各種無線通信技術(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：
在藍(lán)牙技術(shù)的使用過程中，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)無線通信的需求越來越強(qiáng)烈。正因此，經(jīng)過人們長(zhǎng)期努力，Zigbee協(xié)議在2003年中通過后，于2004正式問世了。
Zigbee是什么：
Zigbee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，十分類似現(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)主要是為語音通信而建立；每個(gè)移動(dòng)基站價(jià)值一般都在百萬元人民幣以上，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)傳過來的數(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）無線連接。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，例如無線門禁,無線考勤,無線消費(fèi),無線POS機(jī)等.另外Zigbee技術(shù)在燈光自動(dòng)化控制，傳感器的無線數(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)，zui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?。?/span>
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zui快，市場(chǎng)前景zui廣闊的技術(shù)中的兩個(gè)?？傊窈笕舾赡?，都將是Zigbee技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期。
Zigbee技術(shù)在我國的應(yīng)用情況：
盡管，國內(nèi)不少人已經(jīng)開始關(guān)注Zigbee這們新技術(shù)，而且也有不少單位開始涉足Zigbee技術(shù)的開發(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)來自國外的新技術(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)問題而外，尚未見到其它報(bào)道。
Zigbee 和現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)（GPRS，CDMA-1X）的比較：
1．無網(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沒有這筆費(fèi)用；
2．設(shè)備投入低：使用移動(dòng)網(wǎng)需要購買移動(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題。而Zigbee網(wǎng)絡(luò)則是專門為控制數(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)的低成本的無線收發(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，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，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*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，Zigbee收法模塊體積可以做得很小，而且功耗低，zui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，而且在戶外使用時(shí)，不容易受到破壞；并向用戶提供Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的演示/應(yīng)用套件,和具體應(yīng)用開發(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，具有更好的抗*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家無委會(huì)交納相當(dāng)?shù)念l率使用費(fèi)。
