当前位置:首页 > 芯闻号 > 热点文章推荐(一)
[导读]为增进大家对Zigbee的了解程度,本文将对Zigbee无线技术进行全方位讲解。

Zigbee是物联网协议,近几年,Zigbee得到了广泛运用。在上篇文章中,小编对Zigbee的协议栈结构以及Zigbee的技术特点有所介绍。为增进大家对Zigbee的了解程度,本文将对Zigbee无线技术进行全方位讲解。如果你对Zigbee具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。

一、概述

ZigBee是一个基于 IEEE 802.15.4标准的低功耗物联网标准,它由Zigbee 联盟来维护,可以使用在家庭自动化、医疗设备数据收集和其他低功耗低带宽的应用场景。和蓝牙和Wifi相比,它的特点是低功耗,近距离且是自组织的网络。它的最高速率是250 kbit / s,具有128位的对称加密算法的保护,具有较高的安全性。ZigBee本身支持星型网络和树形网络和网状网络。

二、历史

第一个ZigBee标准 IEEE 802.15.4-2003在2004年12月被批准,在2005年6月zigbee规范v1.0宣布可用,我们称为zigbee 2004. 2006年zigbee 2006规范可用,替代了2004使用的协议栈,在2007年推出了Zigbee PRO。2009年推出Zigbee RF4CE简化了协议,适应一对一和一对多网络,主要为家电的控制。2017年推出了Zigbee PRO 2017。

三、使用场景

zigbee被设计为低功耗,低速率的应用场景,主要使用在家庭自动化,无线传感器网络,工业控制系统,嵌入式传感器、医疗数据收集、烟雾及闯入者警告、楼宇自动化、远程无线麦克风配置等场合。它不适合在高速率和高速移动的场合。

四、传输特性

zigbee使用免费的频率,包括2.4 -2.4835G,902 -928 MHz(美洲和澳大利亚), 868 -868.6 MHz(欧洲), 它在在2.4G下速率最高,有16个频道,5M带宽但只使用了2M,速度达到250kbit/s, 在915M和868M下面能达到40kbit/s 和20kbit/s,这都是理论最大速率,由于包开销和处理延迟,实际数据吞吐量将小于指定的最大比特率。在射频功率为20dbm(100mw)情况下,2.4G频率的传输距离室内大约是10-20米左右,室外最大可达到300米。

五、设备类型和操作模式

zigbee有三种设备类型

ZC: Zigbee协调器,功能最强的设备,协调器构成网络树的根,可以连接到其他网络。每个网络中只有一个Zigbee协调器,因为它是最初启动网络的设备。它存储有关网络的信息,包括充当安全密钥的信任中心和存储库

ZR:Zigbee路由器,除了运行应用程序功能外,路由器还可以充当中间路由器,传递来自其他设备的数据。

ZED:Zigbee终端设备,只包含与父节点(协调器或路由器)通信的足够功能;它不能从其他设备中继数据。这种关系允许节点在相当长的时间内处于休眠状态,从而延长电池寿命。ZED需要最少的内存,因此,它的制造成本比ZR或ZC要低。

当前的zigbee网络里有两种模式,带信标(beacon)的和不带信标的(non-beacon),在信标不启用的网络中,使用不带时隙的CSMA / CA信道访问机制。在这种类型的网络中,Zigbee的路由器和接收端不能休眠,导致耗电量大。

在启用信标的网络中,Zigbee路由器节点发送周期性信标,zigbee的接收节点将定时的唤醒。节点在两个信标之间时间内睡眠,从而降低其占空比并延长其电池寿命。信标间隔取决于数据速率,它们在250 kbit / s时可以从15.36毫秒到251.65824秒, 在40 kbit / s时从24毫秒到393.216秒,在20 kbit / s时从48毫秒到786.432秒。

ZigBee的协议层

上图是的ZigBee协议层示意图,IEEE 802.15.4定义了物理层和mac层。

2003版本规定了基于直接序列扩频(DSSS)技术的两个物理层:一个工作在868/915 MHz频段,传输速率为20和40 kbit / s,一个工作在2450 MHz频段速率为250 kbit / s。

介质访问控制(MAC)使MAC的发送通过使用物理信道的帧。除了数据服务,它还提供管理界面,并自身管理对物理信道和网络信标的访问。它还控制帧验证,保证时隙并处理节点关联。最后,它提供了安全服务的回调函数。

网络模型

上图是一个zigbee的三种拓扑网络,红色为ZigBee协调器,蓝色为ZigBee路由器,黄色为ZigBee末端节点。

ZigBee的一个重要特点就是可以自组织网络和跳转传输数据。在mesh网络下面,任何一个节点故障都不会影响通信,节点会自动的寻找合适的路径进行通信。如下图所示。

以上便是此次小编带来的“Zigbee”相关内容,通过本文,希望大家对Zigbee无线技术具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

换一批

延伸阅读

[热点文章推荐(一)] 大佬带你看ADC,驱动ADC放大器配置技术实例!!

大佬带你看ADC,驱动ADC放大器配置技术实例!!

ADC,数模转换器,在电子专业具备一定的知名度。作为普通群众,我们或多或少也听过ADC的名气。前文中,小编对驱动ADC的放大器配置技术有所介绍。为增进大家对ADC的了解程度,本文将对驱动ADC的放大器配置技术的实例加以阐述。如果你对AD...

关键字: ADC 指数 实例

[热点文章推荐(一)] 你真的了解ADC吗?你听过驱动ADC放大器配置技术吗?

你真的了解ADC吗?你听过驱动ADC放大器配置技术吗?

ADC,也即数模转换器,在工业中具备众多应多。在前面的文章中,小编对基于架构的ADC分类有所介绍。为增进大家对ADC的了解程度,本文将对驱动ADC的放大器配置技术予以介绍。如果你对ADC,抑或是对ADC相关技术具有兴趣,不妨继续往下阅读...

关键字: 配置 ADC 指数

[热点文章推荐(一)] ADC具备哪些分类?基于架构的ADC分类你知道吗?

ADC具备哪些分类?基于架构的ADC分类你知道吗?

ADC是现在常用器件,对于ADC,电子专业的朋友相对更为熟悉。在往期文章中,小编对管道ADC、流水线ADC均有所介绍。为增进大家对ADC的了解程度,这篇文章将介绍基于架构的ADC分类。如果你对ADC具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。...

关键字: 分类 ADC 指数

[热点文章推荐(一)] 三元锂电池能使用多久?哪些因素影响三元锂电池使用年限?

三元锂电池能使用多久?哪些因素影响三元锂电池使用年限?

锂电池是生活中常见的电池类型之一,但就锂电池而言,它又具备诸多细分类别,如三元锂电池。为增进大家对锂电池的认识程度,本文将对三元锂电池、三元锂电池的使用寿命、影响三元锂电池寿命的因素以及三元锂电池的应用予以介绍。如果你对锂电池具有兴趣,...

关键字: 锂电池 三元锂电池 指数

[热点文章推荐(一)] 锂电池为何爆炸起火?锂电池爆炸几率有多大?

锂电池为何爆炸起火?锂电池爆炸几率有多大?

锂电池在诸多电子设备中均有所应用,对于锂电池,我们通常也较为熟悉。前文中,小编对锂电池保护板的使用方法以及锂电池保护板的选购要点有所介绍。为增进大家对锂电池的了解程度,本文将对锂电池爆炸起火的原因予以分析,并探讨锂电池的爆炸几率。如果你...

关键字: 锂电池 爆炸 指数

技术子站

关闭