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智慧農(nóng)業(yè)百科
當前位置： 首頁 > 智慧農(nóng)業(yè)百科 > Zigbee技術(shù)
- Zigbee技術(shù)發(fā)表日期：2021-10-13 來源：托普云農(nóng) 瀏覽次數(shù)：103139次一、Zigbee簡介：
Zigbee技術(shù)是什么？Zigbee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。
二、ZigBee技術(shù)概述：
ZigBee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡協(xié)議。ZigBee協(xié)議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網(wǎng)絡層(NWK)、應用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE 802.15.4標準的規(guī)定。
ZigBee網(wǎng)絡主要特點是低功耗、低成本、低速率、支持大量節(jié)點、支持多種網(wǎng)絡拓撲、低復雜度、快速、可靠、安全。ZigBee網(wǎng)絡中設備的可分為協(xié)調(diào)器(Coordinator)、匯聚節(jié)點(Router)、傳感器節(jié)點(EndDevice)等三種角色。
三、Zigbee技術(shù)特性：①低功耗
在低耗電待機模式下，2節(jié)5號干電池可支持1個節(jié)點工作6～24個月，甚至更長。這是ZigBee的突出優(yōu)勢。相比較，藍牙能工作數(shù)周、WiFi可工作數(shù)小時。
②低成本
通過大幅簡化協(xié)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(jié)點需要32KB代碼，子功能節(jié)點少至4KB代碼，而且ZigBee免協(xié)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20～250kbps的速率，分別提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps(915 MHz)和20kbps(868 MHz)的原始數(shù)據(jù)吞吐率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應用需求。
④近距離
傳輸范圍一般介于10～100m之間，在增加發(fā)射功率后，亦可增加到1～3km。這指的是相鄰節(jié)點間的距離。如果通過路由和節(jié)點間通信的接力，傳輸距離將可以更遠。
⑤短時延
ZigBee技術(shù)的響應速度較快，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點連接進入網(wǎng)絡只需30ms，進一步節(jié)省了電能。相比較，藍牙需要3～10s、WiFi 需要3 s。
⑥高容量
ZigBee可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，由一個主節(jié)點管理若干子節(jié)點，最多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點；同時主節(jié)點還可由上一層網(wǎng)絡節(jié)點管理，最多可組成65000 個節(jié)點的大網(wǎng)。
⑦高安全。
ZigBee提供了三級安全模式，包括無安全設定、使用訪問控制清單(Access Control List, ACL) 防止非法獲取數(shù)據(jù)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(zhí)照頻段。
使用工業(yè)科學醫(yī)療(ISM)頻段，915MHz(美國), 868MHz(歐洲), 2. 4GHz(全球)。
四、Zigbee技術(shù)應用及前景：
隨著國內(nèi)經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市的規(guī)模在不斷擴大，尤其是各種交通工具的增長更迅速，從而使城市交通需求與供給的矛盾日益突出，而單靠擴大道路交通基礎設施來緩解矛盾的做法已難以為繼。在這種情況下，智能公交系統(tǒng)(AdvancedPublicTransportationSystems，APTS)也就應運而生，并且成為國內(nèi)研究的熱點。在智能公交系統(tǒng)所涉及的各種技術(shù)中，無線通信技術(shù)尤為引人注目。而ZigBee作為一種新興的短距離、低速率的無線通信技術(shù)，更是得到了越來越廣泛的關注和應用。市場上也出現(xiàn)了大量與ZigBee相關的各種產(chǎn)品，根據(jù)統(tǒng)計分析表明：zigbee雖然廣受推崇，但是在數(shù)據(jù)中，推出zigbee相關產(chǎn)品的中小型企業(yè)在2012年的發(fā)展并不可觀。
ZigBee并不是用來與藍牙或者其他已經(jīng)存在的標準競爭，它的目標定位于現(xiàn)存的系統(tǒng)還不能滿足其需求的特定的市場，它有著廣闊的應用前景。ZigBee聯(lián)盟預言在未來的四到五年，每個家庭將擁有50 個ZigBee器件，最后將達到每個家庭150個。其應用領域主要包括：
◆家庭和樓宇網(wǎng)絡：空調(diào)系統(tǒng)的溫度控制、照明的自動控制、窗簾的自動控制、煤氣計量控制、家用電器的遠程控制等。
◆工業(yè)控制：各種監(jiān)控器、傳感器的自動化控制。
◆商業(yè)：智慧型標簽等。
◆公共場所：煙霧探測器等。
◆農(nóng)業(yè)控制：收集各種土壤信息和氣候信息。
◆醫(yī)療：老人與行動不便者的緊急呼叫器和醫(yī)療傳感器等。
