ZigBee協(xié)議適應(yīng)無線傳感器的低花費(fèi)、低能量、高容錯(cuò)性等的要求。ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。但I(xiàn)EEE僅處理低級(jí)MAC層和物理層協(xié)議,因此Zigbee聯(lián)盟擴(kuò)展了IEEE,對(duì)其網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和API進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。Zigbee是一種新興的短距離、低速率的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。主要用于近距離無線連接。它有自己的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),在數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。
ZigBee協(xié)議的 缺點(diǎn):
ZigBee技術(shù)最大的劣勢(shì)就在于它無法直接連接到互聯(lián)網(wǎng),必須要通過一個(gè)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這也是ZigBee技術(shù)在個(gè)人消費(fèi)品領(lǐng)域一直難以被普及的重要原因。截至目前ZigBee技術(shù)更多的只是在工業(yè)、能源、農(nóng)業(yè)的無線通訊系統(tǒng)以及在豪宅別墅的智能化家居系統(tǒng)應(yīng)用中存在。
ZigBee協(xié)議通常用于工控設(shè)備,目前在智能家居中也十分常見,例如網(wǎng)關(guān)與門窗傳感器通信使用的就是ZigBee協(xié)議。它的特點(diǎn)如下:
1、低成本。zigbee協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸速率低,協(xié)議簡(jiǎn)單,所以開發(fā)成本也比較低。
2、低功耗。由于zigbee協(xié)議傳輸速率低,節(jié)點(diǎn)所需的發(fā)射功率僅1mW,并采用休眠+喚醒模式,功耗極低。
3、自組網(wǎng)。通過zigbee協(xié)議自帶的mesh功能,一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可以支持多達(dá)65000個(gè)節(jié)點(diǎn)連接,可以快速實(shí)現(xiàn)一個(gè)大規(guī)模的傳感網(wǎng)絡(luò)。
4、安全性。使用crc校驗(yàn)數(shù)據(jù)包的完整性,支持鑒權(quán)和認(rèn)證,并且采用aes-128對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
通過以上特點(diǎn)可以觀察出,ZigBee適用于設(shè)備的管理監(jiān)控,實(shí)時(shí)獲取傳感器數(shù)據(jù)。
ZigBee的協(xié)議棧(從上至下):應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、MAC層、物理層。
ZigBee應(yīng)用領(lǐng)域
1、需要數(shù)據(jù)采集或監(jiān)控的網(wǎng)點(diǎn)多
2、要求傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不大,而要求設(shè)備成本低
3、要求數(shù)據(jù)傳輸可性高,安全性高
4、設(shè)備體積很小,不便放置較大的充電電池或者電源模塊
5、電池供電
6、地形復(fù)雜,監(jiān)測(cè)點(diǎn)多,需要較大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋
7、現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋盲區(qū)
8、使用現(xiàn)存移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行低數(shù)據(jù)量傳輸?shù)倪b測(cè)遙控系統(tǒng)
9、使用GPS效果差,或成本太高的局部區(qū)域移動(dòng)目標(biāo)的定位應(yīng)用
在工業(yè)領(lǐng)域,利用傳感器和ZigBee網(wǎng)絡(luò),使得數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、分析和處理變得更加容易,可以作為決策輔助系統(tǒng)的重要組成部分。例如危險(xiǎn)化學(xué)成分的檢測(cè),火警的早期監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào),高速旋轉(zhuǎn)機(jī)器的檢測(cè)和維護(hù),遠(yuǎn)程抄表等。這些應(yīng)用不需要很高的數(shù)據(jù)吞吐量和連續(xù)的狀態(tài)更新,重點(diǎn)在低功耗和靈活的組網(wǎng)形式,從而最大程度地延長(zhǎng)電池壽命,減少ZigBee網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)成本。
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