今年7月,蓝牙正式摆脱了“独立军”的局面,蓝牙技术联盟宣布新的蓝牙连接标准支持网状网络协议(Mesh),但明眼人都明白,这是要硬怼ZigBee啊!
那么这期《趣科技》我们就来看看Zigbee如何在智能硬件和物联网领域活出自己的精彩。
先来段老生常谈的话题,Zigbee的身世与来源。
蓝牙不争气,才有了新贵ZigBee
ZigBee协议在2003年正式问世,算是无线通信协议中的新贵。而其问世,只是源于蓝牙太不“争气”,存在技术复杂、功耗大、传输距离近、组网规模小等短板。而工业自动化,对无线数据通信的需求越来越强烈,需要做到高可靠。
NB-IoT大名是基于蜂窝的窄带物联网,很巧的是ZigBee的名字也和蜜蜂有关。蜜蜂(Bee)是通过蜜蜂舞来与同伴进行沟通的,蜜蜂舞的同时会带来“嗡嗡”(Zig)的声响,于是脑动打开的前辈找到了命名无线信息传输技术的灵感,于是IEEE802.15.4协议就这样被命名为ZigBee。
ZigBee:打铁还需自身硬
ZigBee是一项开放性的全球化标准,专为M2M网络而设计。主要适合于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能。可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,它的传输距离一般10~75m的范围内。
ZigBee在中国采用2.4G 的 ISM 频段,是免申请和免使用费的频率,在2.4G 的频段上具有16个信道,带宽为250K。
ZigBee提供128位AES加密,支持Mesh网络,允许网络节点通过多个路径连接在一起。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,在整个网络范围内,每一个Zigbee网络数传模块之间可以相互通信,每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。
如今,ZigBee已玩转应用环境复杂的工业领域。它又有着怎样的实力呢?下面与非小编就来说说ZigBee的特点。
低复杂性
ZigBee协议的大小一般限制4~32KB,而蓝牙和wi-fi却超过100KB。
低功耗
ZigBee发射功率仅为1mW,而且还有休眠模式助阵。据估算,两节5号电池可支持ZigBee设备6个月到2年使用,试问,其他无线设备可做到?
网络容量大、建网方便
ZigBee技术具有强大的组网能力,可形成星型、树型和MESH 网状网,可以根据实际项目需要来选择合适的网络结构。
一个星型结构的ZigBee网络最多可以容纳1个主设备和254个从设备,同一区域允许多达100个ZigBee网络共存,而一个网络中可可做到65000个节点连接,且可以能够自动建立其所想要的网络。
时延短
通信时延与休眠状态激活的时间都是非常短,典型的搜索设备时延为30ms,休眠激活、活动设备信道接入都只需15ms。ZigBee深博时延要求苛刻的无线控制应用的欢心。
安全、可靠
ZigBee采取碰撞避免策略,在 2.4G的频段上具有16个信道,在2.405GHz ~2.480GHz间分布,信道间隔为5M,具有很强的信道抗串扰能力。
MAC层采用了完全确认的数据传输模式。同时,ZigBee提供了基于循环沉余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,AES-128的加密算法。
实验证明在信噪比为4dB 的情况下,ZigBee 误码率为10 -9 ;而同样误码率下,蓝牙信噪比要达 16dB,WLAN的802.11b 要达 10dB。ZigBee抗干扰力明显占上风。
责任编辑:张奥迪
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