前言
目前,中國大力推廣的物聯網是zigbee 應用的主戰場,物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算(我還特意申請了個域名psjs.vip)、泛在網絡的融合應用,被稱為繼計算機、互聯網之後世界信息產業發展的第三次浪潮。如果你想在物聯網上有所作為,那現在就開啟Zigbee 學習的大門吧!
1.1、ZigBee產生的背景
某些領域對數據吞吐量的要求很低,功率消耗也比現有標準提供的功率消耗低。因此設計一個維持最小流量的通信鏈路和低複雜度的無線收發信機;要考慮的核心問題是低功耗和低價格的設計。這就要求該標準應提供低帶寬低數據傳輸速率的應用。
1.2、ZigBee和IEEE 802.15.4的關係
IEEE 802.15.4標準的優點
A:低功耗
B:低價格
C:低數據傳輸率
IEEE 802.15.4標準製定小組的任務
A:物理層 (DSSS):數據的調製發送和接收解調,介質選擇,信道選擇。
B:MAC層 (CSMA/CA):產生網絡信標,支持設備的安全性等。
ZigBee 是建立在IEEE802.15.4標準之上,由於IEEE 802.15.4標準隻定義了物理層協議和MAC層協議,於是成立了zigbee聯盟, ZigBee聯盟對其網絡層協議和API進行了標準化,還開發了安全層。經過ZigBee聯盟對IEEE 802.15.4的改進,這才真正形成了ZigBee協議棧(Zstack)。
1.3、ZigBee 的特點
數據傳輸速率低:10KB/秒~250KB /秒,專注於低傳輸應用
功耗低:在低功耗待機模式下,兩節普通5 號電池可使用6~24 個月
IEEE 802.15.4(ZigBee)工作在ISM頻帶,定義了兩個頻段,2.4GHz頻段和896/915MHz頻帶。在IEEE 802.15.4中共規定了27個信道:
??在2.4GHz頻段,共有16個信道,信道通信速率為250kbps;
??在915MHz頻段,共有10個信道,信道通信速率為40kbps;
??在896MHz頻段,有1個信道,信道通信速率為20kbps。
1.4、ZigBee 的網絡拓撲模型
ZigBee 網絡拓撲結構主要有星形網絡和網型網絡。不同的網絡拓撲對應於不同的應用領域,在ZigBee 無線網絡中,不同的網絡拓撲結構對網絡節點的配置也不同,網絡節點的類型:協調器、路由器和終端節點,具體配置根據需要決定,具體內容會在後麵章節中進行講解,在此,讀者隻需要對網絡拓撲結構有個概念性的認識即可。
MESH 網狀網絡拓撲結構的網絡具有強大的功能,網絡可以通過多級跳的方式來通信;該拓撲結構還可以組成極為複雜的網絡;網絡還具備自組織、自愈功能。
1.5、ZigBee 應用範圍
ZigBee 已廣泛應用於物聯網產業鏈中的M2M 行業,如智能電網、智能交通、智能家居、金融、移動POS 終端、供應鏈自動化、工業自動化、智能建築、消防、公共安全、環境保護、氣象、數字化醫療、遙感勘測、農業、林業、水務、煤礦、石化等領域。
1.6、一個典型的ZigBee應用的體係框架