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Zigbee的综合概述及应用行业优势

发布时间:2010-04-19        浏览次数:373        返回列表
如今,各种近距离无线传输技术层出不穷,Bluetooth(蓝牙)、ZigBee、Wi—Fi、WiMAX、无线USB、UWB等等,竞争激烈,各有千秋。但随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗以及系统成本的增加,相对于现有的各种无线通信技术,ZigBee技术的低功耗、低成本、容量大、安全性高等诸多优势使其在激烈的竞争中逐渐脱颖而出。

Zigbee的由来:

在蓝牙技术的使用过程中,人们发现蓝牙技术尽管有许多优点,但仍存在许多缺陷。对工业,家庭自动化控制和遥测遥控领域而言,蓝牙技术显得太复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等,……而工业自动化对无线通信的需求越来越强烈。正因此,经过人们长期努力,Zigbee协议在2003年中通过后,于2004正式问世了。



Zigbee是什么:

Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网,每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,它们之间可以进行相互通信;每个网络节点间的距离可以从标准的75米,到扩展后的几百米,甚至几公里;另外整个Zigbee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。例如,你可以通过互联网在北京监控云南某地的一个Zigbee控制网络。不同的是,Zigbee网络主要是为自动化控制数据传输而建立,而移动通信网主要是为语音通信而建立;每个移动基站价值一般都在百万元人民币以上,而每个Zigbee“基站”却不到1000元人民币;每个Zigbee 网络节点不仅本身可以与监控对对象,例如传感器连接直接进行数据采集和监控,它还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料; 除此之外,每一个Zigbee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内,和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。每个Zigbee网络节点(FFD和RFD)可以可支持多到31个的传感器和受控设备,每一个传感器和受控设备终可以有8种不同的接口方式。可以采集和传输数字量和模拟量。



Zigbee技术的应用领域:

Zigbee技术的目标就是针对,工业,家庭自动化,智能一卡通,遥测遥控,例如无线门禁,无线考勤,无线消费,无线POS机等.另外Zigbee技术在灯光自动化控制,传感器的无线数据采集和监控,油田,电力,矿山和物流管理等也可应用。



Zigbee 技术的特点:

低速率

数据传输速率只有20~250kb/s,分别提供250kb/s (2.4GHz),40kb/s (915MHz)和20kb/s (868MHZ) 的原始数据吞吐率,满足低速率传输数据的应用需求。

低功耗,低数据量(250KPS),低成本,使用免费的ISM频段(2.4G),高的抗干扰性能(DSSS),

网络容量大

ZIGBEE网络可由一个节点管理若干子节点,最多一个节点可以管理254个子节点。同时该节点还可由上一层网络节点管理。可组成65536个节点的大型网络。

时延短

ZIGBEE的响应速度较快,一般从睡眠状态转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需要30ms,进一步节约了能源。相对而言,Bluetooth需要3~10s,Wi—Fi需要3s.

安全性高

ZIGBEE提供了三级安全模式,包括无安全设定,使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高保密性(64位出厂编号和支持AES-128加密),高集成度和高的可靠性;节点模块之间具有自动动态组网的功能,信息在整个Zigbee网络中通过自动路由的方式进行传输,从而保证了信息传输的可靠性。。



Zigbee的发展前景:

Zigbee技术和RFID 技术在2004年就被列为当今世界发展最快,市场前景最广阔的最新技术中的两个。今后若干年,都将是Zigbee技术飞速发展的时期。



Zigbee技术在我国的应用情况:

尽管,国内不少人已经开始关注Zigbee这们新技术,而且也有不少单位开始涉足Zigbee技术的开发工作,然而,由于Zigbee 本身是一种新的系统集成技术,应用软件的开发必须和网络传输,射频技术和底层软硬件控制技术结合在一起。因而深入理解这个来自国外的新技术,再组织一个在这几个方面都有丰富经验的配套的队伍,本身就不是一件容易的事情,因而,到目前为止,国内目前除了广州市一卡通计算机服务有限公司,真正将Zigbee技术开发成产品,并成功地用于解决几个领域的实际生产问题而外,尚未见到其它报道。



Zigbee 和现有移动网(GPRS,CDMA-1X)的比较:

1. 无网络使用费:使用移动网需要长期支付网络使用费,而且是按节点终端的数量计算的,而Zigbee没有这笔费用;

2. 设备投入低:使用移动网需要购买移动终端设备,每个终端的价格在人民币1000元上下,而使用Zigbee 网络,不仅Zigbee网络节点模块(相当于基站)费用每只人民币不到1000元,而且,主要使用的网络子节点(相当于手机)的价格还要低得多;

3. 通信更可靠:由于现有移动网主要是为手机通信而设计的,尽管CDMA-1X和GPRS可以进行数据通信,但实践发现,不仅通信数率比设计速率低很多,而且数据通信的可靠信也存在一定的问题。而Zigbee网络则是专门为控制数据的传输而设计的,因而控制数据的传输具有相当的保证。

4. 高度的灵活性和低成本:首先,通过使用覆盖距离不同,功能不同的Zigbee网络节点,以及其它非Zigbee系统的低成本的无线收发模块,建立起一个Zigbee局部自动化控制网,再通过互联网或移动网与远端的计算机相连,从而实现低成本,高效率的工业自动化遥测遥控;

5. 比起现有的移动网来,尽管Zigbee仅仅只是一个局域网,覆盖区域有限,但它却可以与现有的移动网,互联网和其它通信网络相连接,将许多Zigbee局域网相互连成为一个整体。有效的解决移动网的盲区覆盖问题:我们知道,现有移动网络在许多地方存在盲区,特别是铁路,公路,油田,矿山等野外,更是如此。而增加一个移动基站或直放站的费用是相当可观的,此时使用Zigbee网络进行盲区覆盖不仅经济有效,而且往往是现在唯一可行手段。

Zigbee与现有数传电台的比较:

1. 可靠性高:由于Zigbee模块的集成度远比一般数传电台高,分离元器件少,因而可靠性更高;

2. 使用方便安全:因为集成度高,比起一般数传电台来,Zigbee收法模块体积可以做得很小,而且功耗低,最大发射电流比一个CDMA手机还要小许多,因而很容易集成或直接安放在到设备之中,不仅使用方便,而且在户外使用时,不容易受到破坏;并向用户提供Zigbee无线网络平台的演示/应用套件,和具体应用开发资料。

3. 抗干扰力强,保密性好,误码率低:Zigbee收发模块使用的是2.4G 直序扩频技术,比起一般FSK, ASK和跳频的数传电台来,具有更好的抗干扰能力,和更远的传输距离;

4. 免费频段:Zigbee使用的是免费频段,而许多数传电台所使用的频段不仅需要申请,而且每年都需要向国家无委会交纳相当的频率使用费。

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