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物聯網開發之ZigBee協議
發布時間:2019-12-03
来源: 昱皓軟件
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上期我們講了物聯網開發中的socket、websocket和MQTT協議,這就爲我們在選擇哪種協議來做開發提出了要求,要求我們根據項目的實際情況來選擇對應的通信協議。每種協議都有優缺點,都適合不同的場景,有需要聯網的、有需要wifi的,有需要藍牙的等等,今天我們就來談談另外一種協議ZigBee。

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百度百科对ZigBee的解释是:ZigBee,也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。

有點很多,感覺很好用很強大的樣子,他使用的場景是短距離一種可靠協議。現在很多智能設備都應用了這種設備、小的智能家居裏面很多設備都是支持這種協議進行鏈接通訊的。

ZigBee是一项新型的无线通信技术,适用于传输范围短数据传输速率低的一系列电子元器件设备之间。 ZigBee无线通信技术可于数以千计的微小传感器相互间,依托专门的无线电标准达成相互协调通信,因而该项技术常被称为Home RF Lite无线技术、FireFly无线技术。ZigBee无线通信技术还可应用于小范围的基于无线通信的控制及自动化等领域,可省去计算机设备、一系列数字设备相互间的有线电缆,更能够实现多种不同数字设备相互间的无线组网,使它们实现相互通信,或者接入因特网。

ZigBee/RF4CE 在复杂系统中具有一些显着的优势,提供低功耗操作,高安全性,鲁棒性和高可扩展性,具有高节点数量,并且有能力利用M2M和 IoT应用中的无线控制和传感器网络。ZigBee的最新版本是最近推出的3.0版本,它基本上是将各种ZigBee无线标准统一为单一标准。 ZigBee开发的示例产品和套件包括TI的CC2538SF53RTQT ZigBee片上系统集成电路和CC2538 ZigBee开发套件。

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通過其網狀拓撲,Zigbee設備可以通過中間設備在一定距離上傳輸數據。對于在消費和工業領域需要低成本和低功耗傳感器網絡的物聯網應用,Zigbee是一個很好的選擇。

在安全方面Zigbee協議還包括由128位加密密鑰和加密幀定義的安全框架。


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ZigBee的特點主要有以下幾個方面:

(1)低功耗:在低耗電待機模式下,2節5號幹電池可支持1個節點工作6-24個月,甚至更長。這是ZigBee的突出優勢。相比之下藍牙可以工作數周、WiFi可以工作數小時;

(2)低成本:通過大幅簡化協議,使得Zigbee成本很低(不足藍牙的1/10)。另外,Zigbee降低了對通信控制器的要求,按預測分析,以8051的8位微控制器測算,全功能的主節點需要32KB代碼,子功能節點少至4KB代碼,而且ZigBee的協議專利免費;

(3)低速率:ZigBee工作在250kbps的通訊速率,滿足低速率傳輸數據的應用需求;

(4)近距離:傳輸範圍一般介于10~100m之間,在增加RF發射功率後,亦可增加到1-3km。這指的是相鄰節點間的距離。如果通過路由和節點間通信的接力,傳輸距離將可以更遠;

(5)短時延:ZigBee的響應速度較快,一般從睡眠轉入工作狀態只需15ms,節點連接進入網絡只需30ms,進一步節省了電能。相比較,藍牙需要3-10s、WiFi需要3s;

(6)高容量:ZigBee可采用星狀、片狀和網狀網絡結構,由一個主節點管理若幹子節點,最多一個主節點可管理254個子節點;同時主節點還可由上一層網絡節點管理,最多可組成65000個節點的大網;

(7)高安全:ZigBee提供了三級安全模式,包括無安全設定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數據以及采用高級加密標准(AES128)的對稱密碼,以靈活確定其安全屬性;

(8)免費頻段:使用工業科學醫療(ISM)頻段,915MHz(美國),868MHz(歐洲),2.4GHz(全球),無需支付頻段使用費用。


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ZigBee技術有哪些應用領域


ZigBee技術的目標就是針對,工業,家庭自動化,遙測遙控,例如燈光自動化控制,傳感器的無線數據采集和監控,油田,電力,礦山和物流管理等應用領域。


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