游客1510513192于2022-04-21回复
ZigBee技术是短距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术。主要用于短距离、低功耗、低传输速率的各种电子设备之间的数据传输,以及周期数据、间歇数据和低响应时间数据传输的典型应用。那么,ZigBee技术的优缺点是什么?
低功耗:在工作模式下,ZigBee技术的传输速率低,传输的数据量很小,因此信号传输和接收时间很短。其次,在非工作模式下,ZigBee节点处于睡眠状态。设备搜索延迟通常为30ms,睡眠激活延迟为15ms,活动设备的访问通道延迟为15ms。由于工作时间短,发送和接收信息的功耗低,以及睡眠模式,ZigBee节点非常节能。ZigBee节点的电池工作时间可长达6个月至2年。对于占空比(工作时间/(工作时间+睡眠时间))小于1%的某些应用,电池寿命甚至可以超过10年。相比之下,蓝牙只能工作几周,WiFi只能工作几个小时。
2.低成本:通过大大简化协议,降低了对节点存储和计算能力的要求,。根据研究,基于8051的8位微控制器,全功能设备需要32K代码,简化功能只需要4KB代码,ZigBee协议专利是免费的
3.低速率:ZigBee以20-250kbit/s的低速率工作,提供的原始数据吞吐量分别为250kbit/s(2.4GHz)、40kbit/s(915MHz)和20kbit/s(868mhz),可以满足低速数据传输的应用要求
4.短距离:ZigBee设备的点对点传输范围一般在10-100m之间。在增加射频传输功率后,传输范围可以增加到1-3km。如果在节点之间采用路由和转发,传输距离可以更长
5.短时间延迟:ZigBee响应迅速。一般来说,从睡眠到工作只需要15分钟。节点接入网络只需30毫秒,进一步节约了电能。相比之下,蓝牙只有3-10秒,WiFi只有3秒
6.网络容量大:ZigBee具有低速率、低功耗、短距离传输的特点,非常适合支持简单设备。ZigBee定义了两种设备:全功能设备(FFD)和简化功能设备(RFD)。对于全功能设备,需要支持所有49个参数。对于简化的功能设备,它只需要在最小配置中支持38个参数。全功能设备可以与简化功能设备和其他全功能设备进行通信,并可以以三种方式工作:域网络协调器、协调器或设备。它只能用于设备的简单和完整功能。Zigbee网络节点包括多达255个Zigbee网络节点,其中一个是主设备,其余是从设备。如果整个网络可以通过网络协调器支持64000多个ZigBee网络节点,并且每个网络协调器可以相互连接,那么整个ZigBee的网络节点数量将非常可观
7.高安全性:ZigBee提供数据完整性检查和身份验证功能。它在数据传输过程中提供了三个级别的安全性。第一层实际上是不安全的方式。对于特定应用,如果安全性不重要,或者上层提供了足够的安全保护,设备可以选择这种方式传输数据。对于第二级的安全级别,设备可以使用访问控制列表(ACL)来防止非法设备获取数据,并且在该级别不采取加密措施。第三级安全在数据传输过程中采用AES的对称密码。AES可用于保护数据负载,防止攻击者冒充合法用户
8.免许可频段:ZigBee设备物理层采用工业、科学和医疗(ISM)频段
9.可靠的数据传输:ZigBee的媒体接入控制层(MAC层)采用“准备就绪时通话”的防撞机制。在这种完全确认的数据传输机制下,当有数据传输需求时,将立即发送。发送的每个数据包必须等待接收方的确认消息,并回复确认信息。如果确认消息没有回复,则表明存在冲突,将重新传输。这种方法可以提高系统信息传输的可靠性。ZigBee为需要固定带宽的通信服务保留特殊时隙,以避免在发送数据时出现竞争和冲突。同时,ZigBee针对延迟敏感的应用进行了优化。通信延迟和睡眠激活延迟非常短
2.通信稳定性:目前国内ZigBee技术主要采用ISM频段的2.5G频率,衍射能力和穿墙能力较弱。在家庭环境中,即使是门、窗和非承重墙也会大大降低信号。当然,一些制造商会使用射频功率放大器来放大2.5G信号,但这会造成额外的辐射污染。同时,这也违背了ZigBee低功耗、节能的初衷
ZigBee技术
3.自组网能力:ZigBee技术的主要特点是支持自组网和自恢复能力强。因此,它对于地下定位、停车场定位、室外温湿度采集、污染采集等应用非常有吸引力。然而,在智能家居的应用场景中,一旦开关、插座和窗帘的位置固定,adhoc网络的优势将不再存在,但adhoc网络消耗的时间和资源仍然很高
摘要
ZigBee是为低速无线个人区域网(LR-WPAN)设计的新型低成本、低功耗的短程无线通信协议,可广泛应用于军事、工业、智能家居等领域。然而,由于ZigBee技术出现较晚,其规格和应用仍在不断改进和发展。