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ZigBee学习交流
Wdc 2012-11-16
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物联网:是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。“物联网就是物物相连的互联网”
无线传感网络的定义是:大规模,无线、自组织、多跳、无分区、、成本较低、体积较小,大部分节点不移动,被随意撒布在工作区域,要求网络系统有尽可能长的工作时间。在通信方式上,虽然可以采用有线、无线、红外和光等多种形式,但一般认为短距离的无线低功率通信技术最适合传感器网络使用,为明确起见,一般称无线传感器网络(WSN.
Wireless work)。
ZigBee是由英国Invensys公司、日本三菱、美国摩托罗拉以及荷兰飞利浦共同提出的一种低成本、体积小、能耗小、传输速率低的无线通信技术发展而来的。
ZigBee技术简介
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短距离无线通信技术比较
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①低功耗。在低耗电待机模式下,2 节5 号干电池可支持1个节点工作6~24个月,甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比较,蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。
②低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10),降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB代码,子功能节点少至4KB代码,而且ZigBee免协议专利费。2530为20元左右。
③低速率。ZigBee工作在20~250 kbps的较低速率,分别提供250 kbps()、40kbps (915 MHz)和20kbps(868 MHz) 的原始数据吞吐率,满足低速率传输数据的应用需求。
④近距离。传输范围一般介于10~100 m 之间,在增加RF 发射功率后,亦可增加到1~3 km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远。
ZigBee技术优势
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⑤短时延。ZigBee的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15 ms,节点连接进入网络只需30 ms,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3~10 s、WiFi 需要3 s。
⑥高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254 个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000 个节点的大网。
⑦高安全。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级加密标准(AES 128) 的对称密码,以灵活确定其安全属性。
⑧免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗( ISM) 频段,2. 4 GHz (全球) 、915 MHz(美国) 和868 MHz(欧洲)。
ZigBee技术优势
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ZigBee无线网络拓扑结构
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ZigBee协议体系
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ZigBee并不是用来与蓝牙或者其他已经存在的标准竞争,它的目
标定位于现存的系统还不能满足其需求的特定的市场,它有着广阔
的应用前景。ZigBee联盟预言在未来的四到五年,每个家庭将拥有
50 个ZigBee 器件,最后将达到每个家庭150 个。据估计,到2007
年,ZigBee市场价值将达到数亿美元。其应用领域主要包括:
◆家庭和楼宇网络:空调系统的温度控制、照明的自动控制、窗帘的自动控制、煤气计量控制、家用电器的远程控制等
◆工业控制:各种监控器、传感器的自动化控制
◆商业:智慧型标签等
◆公共场所:烟雾探测器等
◆农业控制:收集各种土壤信息和气候信息
◆医疗:老人与行动不便者的紧急呼叫器和医疗传感器等。
ZigBee的应用前景
限