Zigbee無(wú)線通信模塊1解析

1、Zigbee :全新無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)Zigbee技術(shù)是隨著工業(yè)自動(dòng)化對(duì)于無(wú)線通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蠖a(chǎn)生的，Zigbee網(wǎng)絡(luò)省電、可靠、成本低、容量大、安全，可廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)控制領(lǐng) 域。Zigbee的由來(lái):在藍(lán)牙技術(shù)的使用過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙技術(shù)盡管有許多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在許多 缺陷。對(duì)工業(yè)，家庭自動(dòng)化控制和遙測(cè)遙控領(lǐng)域而言，藍(lán)牙技術(shù)顯得太復(fù)雜，功耗 大，距離近，組網(wǎng)規(guī)模太小等，而工業(yè)自動(dòng)化對(duì)無(wú)線通信的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。 正因此，經(jīng)過(guò)人們長(zhǎng)期努力，Zigbee協(xié)議在2003年中通過(guò)后，于2004正式問(wèn)世 了。Zigbee是什么：Zigbee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無(wú)線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無(wú)線數(shù)

2、傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)， 十分類似現(xiàn)有的移動(dòng)通信的 CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)，每一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊類 似移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基站，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，它們之間可以進(jìn)行相互通信；每個(gè)網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)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；另外整個(gè) Zigbee網(wǎng)絡(luò)還可以與現(xiàn)有的其它的各種網(wǎng)絡(luò)連接。例如，你可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)在北 京監(jiān)控云南某地的一個(gè)Zigbee控制網(wǎng)絡(luò)。不同的是，Zigbee網(wǎng)絡(luò)主要是為自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，而移動(dòng)通信網(wǎng) 主要是為語(yǔ)音通信而建立；每個(gè)移動(dòng)基站價(jià)值一般都在百萬(wàn)元人民幣以上，而每個(gè)Zigbee基站卻不到1000元人民幣；每個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以與監(jiān)控對(duì) 對(duì)象

3、，例如傳感器連接直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，它還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)資料；除此之外，每一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（FFD ）還可在自己信號(hào)覆 蓋的范圍內(nèi)，和多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)（RFD ）無(wú)線連接。每個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（FFD和RFD ）可以可支持多到31個(gè)的傳感器和受控 設(shè)備，每一個(gè)傳感器和受控設(shè)備終可以有 8種不同的接口方式?？梢圆杉蛡鬏敂?shù) 字量和模擬量。Zigbee技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域：Zigbee技術(shù)的目標(biāo)就是針對(duì)工業(yè)，家庭自動(dòng)化，遙測(cè)遙控，汽車自動(dòng)化、農(nóng) 業(yè)自動(dòng)化和醫(yī)療護(hù)理等，例如燈光自動(dòng)化控制，傳感器的無(wú)線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，油 田，電力，礦山和物流管理

4、等應(yīng)用領(lǐng)域。另外它還可以對(duì)局部區(qū)域內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)例如 城市中的車輛進(jìn)行定位。（成都西谷曙光數(shù)字技術(shù)公司的專利技術(shù)）。通常，符合如下條件之一的應(yīng)用，就可以考慮采用Zigbee技術(shù)做無(wú)線傳輸：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。Zigbee技術(shù)的特點(diǎn)：省電：兩節(jié)

5、五號(hào)電池支持長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月到2年左右的使用時(shí)間可靠：采用了碰撞避免機(jī)制，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí) 隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突；節(jié)點(diǎn)模塊之間具有自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的功能，信 息在整個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)自動(dòng)路由的方式進(jìn)行傳輸，從而保證了信息傳輸?shù)目?靠性。時(shí)延短：針對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都 非常短。網(wǎng)絡(luò)容量大：可支持達(dá)65000個(gè)節(jié)點(diǎn)。安全：ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，加密算法采用通用的AES-12 &高保密性：64位出廠編號(hào)和支持 AES-128加密Zigbee的發(fā)展前景：Zigbee技術(shù)和RFID技術(shù)在2004年就被列為當(dāng)今世界

6、發(fā)展最快，市場(chǎng)前景最 廣闊的十大最新技術(shù)中的兩個(gè)。關(guān)于這方面的報(bào)道，你只需在百度，或GOOGLE搜索欄中鍵入Zigbee，你就會(huì)看到大量的有關(guān)報(bào)道?？傊窈笕舾赡?，都將是 Zigbee技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期。Zigbee技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用情況：盡管，國(guó)內(nèi)不少人已經(jīng)開始關(guān)注 Zigbee這們新技術(shù)，而且也有不少單位開始 涉足Zigbee技術(shù)的開發(fā)工作，然而，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)必須和網(wǎng)絡(luò)傳輸，射頻技術(shù)和底層軟硬件控制技術(shù)結(jié)合在一起。因 而深入理解這個(gè)來(lái)自國(guó)外的新技術(shù)，再組織一個(gè)在這幾個(gè)方面都有豐富經(jīng)驗(yàn)的配套 的隊(duì)伍，本身就不是一件容易的事情，因而，到目前為止

7、，國(guó)內(nèi)目前除了成都西谷 曙光數(shù)字技術(shù)有限公司，真正將 Zigbee技術(shù)開發(fā)成產(chǎn)品，并成功地用于解決幾個(gè) 領(lǐng)域的實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題而外，尚未見到其它報(bào)道。Zigbee和現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)（GPRS，CDMA-1X ）的比較:1. 無(wú)網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)：使用移動(dòng)網(wǎng)需要長(zhǎng)期支付網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)，而且是按節(jié)點(diǎn)終端 的數(shù)量計(jì)算的，而Zigbee沒(méi)有這筆費(fèi)用；2. 設(shè)備投入低：使用移動(dòng)網(wǎng)需要購(gòu)買移動(dòng)終端設(shè)備，每個(gè)終端的價(jià)格在人民 幣1000元上下，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） 費(fèi)用每只人民幣不到1000元，而且，主要使用的網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)（相當(dāng)于手機(jī)）的價(jià) 格還要低得多；3. 通信更可靠：由于現(xiàn)有移動(dòng)

8、網(wǎng)主要是為手機(jī)通信而設(shè)計(jì)的，盡管CDMA-1X和GPRS可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，但實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，不僅通信數(shù)率比設(shè)計(jì)速 率低很多，而且數(shù)據(jù)通信的可靠信也存在一定的問(wèn)題。而Zigbee網(wǎng)絡(luò)則是專門為控制數(shù)據(jù)的傳輸而設(shè)計(jì)的，因而控制數(shù)據(jù)的傳輸具有相當(dāng)?shù)谋ＷC。4. 高度的靈活性和低成本：首先，通過(guò)使用覆蓋距離不同，功能不同的 Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以及其它非Zigbee系統(tǒng)的低成本的無(wú)線收發(fā)模塊，建立起一個(gè) Zigbee局部自動(dòng)化控制網(wǎng)，（這個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以是星型，樹狀，網(wǎng)狀及其共同組成的 復(fù)合網(wǎng)結(jié)構(gòu)）再通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)網(wǎng)與遠(yuǎn)端的計(jì)算機(jī)相連，從而實(shí)現(xiàn)低成本，高效 率的工業(yè)自動(dòng)化遙測(cè)遙控；5. 比起現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)來(lái)，盡管

9、 Zigbee僅僅只是一個(gè)局域網(wǎng)，覆蓋區(qū)域有限，但它卻可以與現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)和其它通信網(wǎng)絡(luò)相連接，將許多 Zigbee 局域網(wǎng)相互連成為一個(gè)整體。有效的解決移動(dòng)網(wǎng)的盲區(qū)覆蓋問(wèn)題：我們知道，現(xiàn)有 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在許多地方存在盲區(qū)，特別是鐵路，公路，油田，礦山等野外，更是如 此。而增加一個(gè)移動(dòng)基站或直放站的費(fèi)用是相當(dāng)可觀的，此時(shí)使用Zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行盲區(qū)覆蓋不僅經(jīng)濟(jì)有效，而且往往是現(xiàn)在唯一可行手段。Zigbee與現(xiàn)有數(shù)傳電臺(tái)的比較：1. 可靠性高：由于Zigbee模塊的集成度遠(yuǎn)比一般數(shù)傳電臺(tái)高，分離元器件 少，因而可靠性更高；2. 使用方便安全：因?yàn)榧啥雀?，比起一般?shù)傳電臺(tái)來(lái)，Zigbee收法模塊體積可以做得很小，而且功耗低，例如成都西谷公司遠(yuǎn)距離傳輸模塊（2-5公里），最大發(fā)射電流比一個(gè) CDMA手機(jī)還要小許多，因而很容易集成或直接 安放在到設(shè)備之中，不僅使用方便，而且在戶外使用時(shí)，不容易受到破壞；3. 抗干擾力強(qiáng)，保密性好，誤碼率低：Zigbee收發(fā)模塊使用的是2.4G直序 擴(kuò)頻技術(shù)，比起一般FSK，ASK和跳頻的數(shù)傳電臺(tái)來(lái)，具有更好的抗干擾能力， 和更遠(yuǎn)的傳輸距