詞語解釋
紫蜂 【zǐ fēng】
"Zigbee"的音譯,紫蜂是一種短距離、低速率低功耗的無線網絡傳輸技術,采用DSSS技術調制發(fā)射,用于多個無線傳感器組成網狀網絡,推動紫蜂技術發(fā)展的主要組織是Zigbe聯盟。
ZigBee(紫蜂)無線網絡技術簡介
新一代的無線傳感器網絡將采用802.15.4(ZigBee)協(xié)議。ZigBee是一種供廉價的固定、便攜或移動設備使用的極低復雜度、成本和功耗的低速率無線連接技術,這個名字來源于蜂群使用的賴以生存和發(fā)展的通信方式,蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來分享新發(fā)現的食物源的位置、距離和方向等信息。
ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術,主要適合于自動控制和遠程控制領域,可以嵌入各種設備中,同時支持地理定位功能。
在標準化方面,IEEE802.15.4工作組主要負責制定物理層和MAC層的協(xié)議,其余協(xié)議主要參照和采用現有的標準,高層應用、測試和市場推廣等方面的工作將由ZigBee 聯盟負責。ZigBee聯盟成立于2002年8月,由英國Invensys 公司、日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導體公司組成,如今已經吸引了上百家芯片公司、無線設備公司和開發(fā)商的加入。
ZigBee技術的主要優(yōu)點有:
。‰姡河捎诠ぷ髦芷诤芏獭⑹瞻l(fā)信息功耗較低、并且采用了休眠模式,ZigBee技術可以確保兩節(jié)五號電池支持長達6個月到2年左右的使用時,當然不同的應用功耗是不同的;
。煽浚翰捎昧伺鲎脖苊鈾C制,同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了專用時隙,避免了發(fā)送數據時的競爭和沖突。MAC層采用了完全確認的數據傳輸機制,每個發(fā)送的數據包都必須等待接收方的確認信息;
。杀镜停耗K的初始成本估計在6美元左右,很快就能降到1.5美元到2.5美元之間,且ZigBee協(xié)議是免專利費的;
。獣r延短:針對時延敏感的應用做了優(yōu)化,通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短。設備搜索時延典型值為30ms,休眠激活時延典型值是15ms,活動設備信道接入時延為15ms;
。W絡容量大:一個ZigBee 網絡可以容納最多254 個從設備和一個主設備,一個區(qū)域內可以同時存在最多100個ZigBee網絡;
*安全:ZigBee提供了數據完整性檢查和鑒權功能,加密算法采用AES-128,同時各個應用可以靈活確定其安全屬性。
Zigbee協(xié)議套件
完整的ZigBee協(xié)議套件由高層應用規(guī)范、應用會聚層、網絡層、數據鏈路層和物理層組成。網絡層以上協(xié)議由ZigBee聯盟制定,IEEE負責物理層和鏈路層標準。
IEEE802.15.4定義了兩個物理層標準,分別是2.4 GHz物理層和868/915MHz物理層。兩個物理層都基于DSSS(Direct Sequence SpreadSpectrum,直接序列擴頻),使用相同的物理層數據包格式,區(qū)別在于工作頻率、調制技術、擴頻碼片長度和傳輸速率。2.4GHz波段為全球統(tǒng)一的無需申請的ISM 頻段,有助于ZigBee設備的推廣和生產成本的降低。2.4GHz的物理層通過采用高階調制技術能夠提供250kb/s的傳輸速率,有助于獲得更高的吞吐量、更小的通信時延和更短的工作周期,從而更加省電。868MHz 是歐洲的ISM 頻段,915MHz是美國的ISM頻段,這兩個頻段的引入避免了2.4GHz附近各種無線通信設備的相互干擾。868MHz 的傳輸速率為20kb/s,916MHz是40kb/s。由于這兩個頻段上無線信號傳播損耗較小,因此可以降低對接收機靈敏度的要求,獲得較遠的有效通信距離,從而可以用較少的設備覆蓋給定的區(qū)域
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