Zigbee技术及其应用.docx

Zigbee技术及其应用  
2013-09-21 21:37:38|  分类: Zigbee技术 |  标签:zigbee  通信  组网  应用  |字号 订阅
ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 。
ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee网络中设备的可分为协调器(Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节点(EndDevice)等三种角色。[1]
与此同时,中国物联网校企联盟认为:zigbee作为一种短距离无线通信技术,由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能,因此在物联网领域具有非常强的可应用性。
起源
ZigBee译为"紫蜂",它与蓝牙相类似。是一种新兴的短距离无线通信技术,用于传感控制应用(Sensor and Control)。由IEEE ,并由其TG4工作组制定规范。
  
2001年8月,ZigBee Alliance成立。
2004年,ZigBee 。它是Zigbee规范的第一个版本。由于推出仓促,存在一些错误。
2006年,推出ZigBee 2006,比较完善。
2007年底,ZigBee PRO推出。
2009年3月,Zigbee RF4CE推出,具备更强的灵活性和远程控制能力。
2009年开始,Zigbee采用了IETF的IPv6 6Lowpan标准作为新一代智能电网Smart Energy(SEP )的标准,致力于形成全球统一的易于与互联网集成的网络,实现端到端的网络通信。随着美国及全球智能电网的建设,Zigbee将逐渐被IPv6/6Lowpan标准所取代。
ZigBee的底层技术基于IEEE ,即其物理层和媒体访问控制层直接使用了IEEE 。
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,家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言,蓝牙技术太复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等。而工业自动化,对无线数据通信的需求越来越强烈,而且,对于工业现场,这种无线传输必须是高可靠的,并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。因此,经过人们长期努力,ZigBee协议在2003年正式问世。另外,Zigbee使用了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议Home RF Lite。
长期以来,低价位、低速率、短距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。蓝牙的出现,曾让工业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀跃不已,
  
但是蓝牙的售价一直居高不下,严重影响了这些厂商的使用意愿。如今,,负责制定ZigBee的物理层和媒体介质访问层。、高效、低数据速率(<250kbps)、,用于个人区域网和对等网络。它是ZigBee应用层和网络层协议的基础。ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点,所以它们的通信效率非常高。
互联网标准化组织IETF也看到了无线传感器网络(或者物联网)的广泛应用前景,也加入到相应的标准化制定中。以前许多标准化组织和研究者认为IP技术过于复杂,不适合低功耗、资源受限的无线传感器网络,因此都是采用非IP技术。在实际应用中,如zigbee需要接入互联网时需要复杂的应用层网关,也不能实现端到端的数据传输和控制。与此同时,与zigbee类似的标准还有z-wave、ANT、Enocean等,相互之间不兼容,不利于产业化的发展。IETF和许多研究者发现了存在的这些问题,尤其是Cisco的工程师基于开源的uIP协议实现了轻量级的IPv6协议,证明了IPv6不仅可以运行在低功耗资源受限的设备上,而且,比zigbee更加简单,彻底改变了大家的偏见,之后基于IPv6的无线传感器网络技术得到了迅速发展。 IETF已经完成了核心的标准规范,包括IPv6数据报文和帧头压缩规范 6Lowpan[2]、面向低功耗、低速率、链路动态变化的无线网络路由协议 RPL[3]、以及面向无线传感器网络应用的应