基礎(chǔ)知識:ZigBee是什么意思？
Zigbee:一種新的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)
(資料圖片僅供參考)
Zigbee技術(shù)是隨著工業(yè)自動化對無線通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蠖a(chǎn)生的。Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)能、可靠、成本低、容量大、安全，可廣泛應(yīng)用于各種自動控制領(lǐng)域。
Zigbee的起源:
在使用藍(lán)牙技術(shù)的過程中，人們發(fā)現(xiàn)雖然藍(lán)牙技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，但它仍然有很多缺陷。對于工業(yè)、家庭自動化控制和遙測遙控來說，藍(lán)牙技術(shù)過于復(fù)雜，具有功耗高、距離短、組網(wǎng)規(guī)模小等特點(diǎn)........................................................................................................................................因此，Zigbee協(xié)議在2003年推出后，經(jīng)過人們的長期努力，于2004年正式發(fā)布。
什么是Zigbee:
Zigbee是由多達(dá)65000個無線數(shù)據(jù)傳輸模塊組成的無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺，與現(xiàn)有的移動通信的CDMA網(wǎng)絡(luò)或GSM網(wǎng)絡(luò)非常相似。每個Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊類似于移動網(wǎng)絡(luò)的一個基站，它們可以在整個網(wǎng)絡(luò)中相互通信。每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75米到擴(kuò)展后的幾百米甚至幾公里。此外，整個Zigbee網(wǎng)絡(luò)還可以與其他現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)連接。比如你可以在北京通過互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控云南某地的一個Zigbee控制網(wǎng)絡(luò)。
不同的是，Zigbee網(wǎng)絡(luò)主要是為了自動控制數(shù)據(jù)傳輸而建立的，而移動通信網(wǎng)絡(luò)主要是為了語音通信而建立的。每個移動基站的價值一般在百萬人民幣以上，但每個Zigbee“基站”不到1000元人民幣。每個Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅可以通過連接自己和被監(jiān)控對象(如傳感器)直接收集和監(jiān)控數(shù)據(jù)，還可以自動傳輸來自其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。此外，每個Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(FFD)還可以在自身信號覆蓋的范圍內(nèi)，與多個不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中繼任務(wù)的孤立子節(jié)點(diǎn)(RFD)無線連接。
每個Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(FFD和RFD)可以支持多達(dá)31個傳感器和受控設(shè)備，每個傳感器和受控設(shè)備可以有8種不同的接口模式。能采集和傳輸數(shù)字量和模擬量。
Zigbee技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域:
Zigbee技術(shù)針對工業(yè)、家庭自動化、遙測遙控、汽車自動化、農(nóng)業(yè)自動化和醫(yī)療保健，例如，照明自動化控制、傳感器的無線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、油田、電力、礦山和物流管理等應(yīng)用領(lǐng)域。此外，它還可以定位局部區(qū)域的移動目標(biāo)，如城市中的車輛。(成都西固曙光數(shù)碼科技公司專利技術(shù))。
通常，在滿足以下條件之一的應(yīng)用中，可以考慮使用Zigbee技術(shù)進(jìn)行無線傳輸:
1.有許多網(wǎng)點(diǎn)需要收集數(shù)據(jù)或進(jìn)行監(jiān)測；
2.傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不大，但設(shè)備成本低；
3.要求高數(shù)據(jù)傳輸可行性和安全性；
4.設(shè)備體積很小，不方便放置大型充電電池或電源模塊；
5.電池供電；
6.地形復(fù)雜，監(jiān)控點(diǎn)多，需要更大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋；
7.現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(luò)的覆蓋盲區(qū)；
8.利用現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行低數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪b測遙控系統(tǒng)。
9.GPS效果差或成本太高的局部地區(qū)移動目標(biāo)的定位應(yīng)用。
Zigbee技術(shù)的特點(diǎn):
省電:兩節(jié)5號電池可使用長達(dá)6個月至2年左右。可靠的服務(wù)時間:采用碰撞避免機(jī)制，為需要固定帶寬的通信服務(wù)預(yù)留專用時隙，避免發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突；節(jié)點(diǎn)具有自動動態(tài)組網(wǎng)功能，信息在整個Zigbee網(wǎng)絡(luò)中通過自動路由傳輸，保證了信息傳輸?shù)目煽啃院投虝r延。它針對延遲敏感的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，通信延遲和從休眠狀態(tài)激活的時間延遲非常短。
網(wǎng)絡(luò)容量大:最多可支持65，000個節(jié)點(diǎn)。
安全性:ZigBee提供數(shù)據(jù)完整性檢查和認(rèn)證功能，采用通用AES-128加密算法。
高保密性:64位出廠編號和AES-128加密支持
Zigbee的發(fā)展前景；
Zigbee技術(shù)和RFID技術(shù)被列為2004年全球發(fā)展最快、市場前景最廣闊的十大最新技術(shù)。關(guān)于這篇報道，你只需要在百度或者谷歌搜索欄輸入“Zigbee”，就會看到大量的相關(guān)報道。總之，未來幾年將是Zigbee技術(shù)快速發(fā)展的時期。
Zigbee技術(shù)在的應(yīng)用:
雖然國內(nèi)已經(jīng)有很多人開始接觸Zigbee這種新技術(shù)，也有很多單位開始涉足Zigbee技術(shù)的開發(fā)，但是由于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)必須結(jié)合網(wǎng)絡(luò)傳輸、射頻技術(shù)和底層軟硬件控制技術(shù)。所以，要從國外深入了解這項新技術(shù)，并組織一個在這些方面有豐富經(jīng)驗的支持團(tuán)隊，并不是一件容易的事情。因此，到目前為止，國內(nèi)除了成都西固曙光數(shù)碼科技有限公司真正將Zigbee技術(shù)開發(fā)成產(chǎn)品并成功用于解決多個領(lǐng)域的實際生產(chǎn)問題之外，還沒有其他報道。
Zigbee與現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(luò)(GPRS、CDMA-1X)的比較；
1.無網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi):使用移動網(wǎng)絡(luò)需要長期繳納網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)，按節(jié)點(diǎn)終端數(shù)計算，Zigbee無此費(fèi)用；
2.設(shè)備投資低:使用移動網(wǎng)絡(luò)需要購買移動終端設(shè)備，每個終端的價格在1000元左右，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)的成本低于1000元，而且主網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)(相當(dāng)于手機(jī))的價格也低很多；
3.更可靠的通信:由于現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡(luò)主要是為手機(jī)通信而設(shè)計的，雖然CDMA-1X和GPRS可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，但在實踐中發(fā)現(xiàn)，不僅通信速率遠(yuǎn)低于設(shè)計速率，而且數(shù)據(jù)通信的可靠性也存在一些問題。Zigbee網(wǎng)絡(luò)是專門為控制數(shù)據(jù)的傳輸而設(shè)計的，所以控制數(shù)據(jù)的傳輸有相當(dāng)大的保障。
4.高靈活性、低成本:首先，利用不同覆蓋距離、不同功能的Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以及其他非Zigbee系統(tǒng)的低成本無線收發(fā)模塊，建立一個Zigbee局域自動化控制網(wǎng)絡(luò)，(這個網(wǎng)絡(luò)可以是星型、樹狀、網(wǎng)狀及其復(fù)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu))，然后通過互聯(lián)網(wǎng)或移動網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程計算機(jī)連接，實現(xiàn)低成本、高效率的工業(yè)自動化遙測和遙控；
5.與現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡(luò)相比，雖然Zigbee只是一個覆蓋范圍有限的局域網(wǎng)，但它可以與現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)連接，許多Zigbee局域可以互聯(lián)成一個整體。有效解決移動網(wǎng)絡(luò)的盲區(qū)覆蓋問題:我們知道現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡(luò)在很多地方都存在盲區(qū)，尤其是在鐵路、公路、油田、礦山等領(lǐng)域。然而，增加移動基站或中繼器的成本是相當(dāng)大的。這時候利用Zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行盲區(qū)覆蓋，不僅經(jīng)濟(jì)有效，而且往往是目前唯一可行的手段。
與現(xiàn)有的數(shù)字電臺相比，Zigbee有以下優(yōu)點(diǎn):1 .可靠性高:由于Zigbee模塊的集成度遠(yuǎn)高于普通數(shù)字電臺，分離的元器件更少，可靠性更高；
2.使用方便安全:與普通數(shù)字電臺相比，Zigbee收發(fā)模塊由于集成度高，可以做得體積更小，功耗更低。比如成都西固公司的長距離傳輸模塊(2-5km)最大傳輸電流比CDMA手機(jī)小很多，所以很容易集成或者直接放入設(shè)備中，不僅使用方便，而且在戶外使用時也不容易損壞；
3.抗干擾性強(qiáng)，保密性好，誤碼率低:Zigbee收發(fā)模塊采用2.4G直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，比一般的FSK、ASK、跳頻數(shù)字電臺抗干擾能力更強(qiáng)，傳輸距離更遠(yuǎn)；
4.免費(fèi)頻段:Zigbee使用的是免費(fèi)頻段，很多數(shù)字電臺使用的頻段不僅需要申請，每年還需要向計委繳納一筆可觀的頻率使用費(fèi)。
5.價格低:Zigbee數(shù)傳模塊的價格只是功能相近的數(shù)傳電臺的幾分之一；(2.4G，250kps，距離DSSS 3-5公里的數(shù)據(jù)傳輸模塊每個不到1000元人民幣)
如何利用Zigbee盡快產(chǎn)生效益；
為了讓大家更快更好的使用Zigbee技術(shù)解決不同應(yīng)用領(lǐng)域的實際問題，不需要深入了解Zigbee網(wǎng)絡(luò)本身是如何工作的，從而大大縮短你系統(tǒng)集成的時間，快速給你帶來真正的經(jīng)濟(jì)效益。
成都西固曙光數(shù)碼科技有限公司專業(yè)為用戶提供Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)平臺演示/應(yīng)用套件及具體應(yīng)用開發(fā)培訓(xùn)。該套件包括:
1).5個標(biāo)準(zhǔn)演示/應(yīng)用模塊(其中一個用作連接到計算機(jī)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn))；
2)電池、天線等配件；
3) ZigBee網(wǎng)絡(luò)功能演示軟件；
4).每個模塊提供兩個USART接口；
5)用于將應(yīng)用模塊與您的計算機(jī)和傳感器連接的標(biāo)準(zhǔn)串行通信協(xié)議。如果我們的標(biāo)準(zhǔn)串口協(xié)議不能滿足您具體應(yīng)用的需要，原則上我們可以根據(jù)您的具體要求進(jìn)行修改。
有了這個套件，你可以完全按照有線網(wǎng)絡(luò)連接來編寫你的應(yīng)用程序；將實際的無線網(wǎng)絡(luò)用作一般的有線網(wǎng)絡(luò)。
該套件具有以下演示功能:
1.演示Zigbee網(wǎng)絡(luò)本身的自動動態(tài)組網(wǎng)功能；
2.演示網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖詣勇酚晒δ芤约叭绾卧诰W(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)；
3.顯示網(wǎng)絡(luò)無線鏈路的連接狀態(tài)和每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的實際數(shù)據(jù)傳輸統(tǒng)計的功能；
4.演示全網(wǎng)各種數(shù)據(jù)采集功能；
5.演示控制中心對遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的控制功能；
6.更重要的是，除了上面提到的演示功能，還可以用來檢查實際網(wǎng)絡(luò)布局中的無線鏈路連接狀態(tài)，評估和調(diào)整現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的具體布局效果。
該套件中的每個模塊都提供了兩個USART接口，供用戶直接從編寫應(yīng)用，并用于其他用途。這樣，用戶可以根據(jù)自己的實際應(yīng)用需求，在確定所需的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量和遙控器的具體設(shè)置后，編寫具體的應(yīng)用軟件。當(dāng)您的軟件開發(fā)工作完成后，您可以直接使用我們提供的標(biāo)準(zhǔn)模塊進(jìn)行現(xiàn)場安裝和設(shè)置，然后您就可以工作了。
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