解析Zigbee技術(shù)

1、Zigbee來源于藍(lán)牙

在藍(lán)牙技術(shù)的使用過程中，人們發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙技術(shù)盡管有許多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在許多缺陷。對家庭自動化控制和工業(yè)遙控領(lǐng)域而言，藍(lán)牙技術(shù)顯得太復(fù)雜，功耗大，距離近，組網(wǎng)規(guī)模太小等，而工業(yè)自動化對無線數(shù)據(jù)通信的需求越來越強(qiáng)烈，這種無線數(shù)據(jù)傳輸必需是高可靠的，并能抵抗工業(yè)現(xiàn)場的各種電磁干擾。因此，經(jīng)過人們長期努力，Zigbee協(xié)議在2003年中通過后，于2004正式問世了。

2、Zigbee 就是一個(gè)屬于你自己的高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)

Zigbee 是一個(gè)由可多到65000個(gè)無線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺，十分類似現(xiàn)有的移動通信的CDMA 網(wǎng)或GSM 網(wǎng)，每一個(gè)Zigbee 網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊類似移動網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基站，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，它們之間可以進(jìn)行相互通信；每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75 米，到擴(kuò)展后的幾百米，甚至幾公里；另外整個(gè)Zigbee 網(wǎng)絡(luò)不僅可以“無限”擴(kuò)展開來，而且還可以與現(xiàn)有的其它的各種網(wǎng)絡(luò)連接。例如，你可以通過互聯(lián)網(wǎng)在北京監(jiān)控云南某地的一個(gè)Zigbee 控制網(wǎng)絡(luò)。

不同的是，Zigbee 網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它必須具有簡單，使用方便，工作可靠，價(jià)格低的特點(diǎn)。而移動通信網(wǎng)主要是為語音通信而建立；每個(gè)移動基站價(jià)值一般都在百萬元人民幣以上，而每個(gè)Zigbee“基站”卻不到幾百元人民幣;每個(gè)Zigbee 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以與監(jiān)控對對象，例如傳感器連接直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，它還可以自動中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過來的數(shù)據(jù)資料; 除此之外，每一個(gè)Zigbee 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（FFD）還可在自己信號覆蓋的范圍內(nèi)，和多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)（RFD）無線連接。

每個(gè)Zigbee 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（FFD 和RFD）可以可支持多到31 個(gè)的傳感器和受控設(shè)備，每一個(gè)傳感器和受控設(shè)備終可以有8 種不同的接口方式。可以采集和傳輸數(shù)字量和模擬量。

3、Zigbee 技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

Zigbee 技術(shù)的目標(biāo)就是針對，工業(yè)，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(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，油田，電力，礦山和物流管理等應(yīng)用領(lǐng)域。工業(yè)現(xiàn)場對無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊�求及Zigbee 技術(shù)的特點(diǎn)：低功耗，低數(shù)據(jù)量（250KPS）,低成本，使用免費(fèi)的ISM 頻段（2.4G）,高的抗干擾性能的直序擴(kuò)頻通信方式(DSSS)，高保密性(64 位出廠編號和支持AES-128 加密)，高集成度和高的可靠性；節(jié)點(diǎn)模塊之間具有自動動態(tài)組網(wǎng)的功能，采用了包括網(wǎng)狀網(wǎng)在內(nèi)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用了碰撞避免機(jī)制，信息在整個(gè)Zigbee 網(wǎng)絡(luò)中通過自動路由的方式進(jìn)行傳輸，從而保證了信息傳輸?shù)目煽啃浴?/P>

4、Zigbee 的發(fā)展前景

Zigbee 技術(shù)和RFID 技術(shù)在2004 年就被列為當(dāng)今世界發(fā)展最快，市場前景最廣闊的十大最新技術(shù)中的兩個(gè)。關(guān)于這方面的報(bào)道，你只需在百度，或GOOGLE 搜索欄中鍵入“Zigbee”,你就會看到大量的有關(guān)報(bào)道�？傊�，今后若干年，都將是Zigbee 技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期。

5、Zigbee 技術(shù)為什麼要使用網(wǎng)狀網(wǎng)通信方式？

網(wǎng)狀網(wǎng)通信實(shí)際上就是多通道通信，在實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場，由于各種原因，往往并不能保證每一個(gè)無線通道都能夠始終暢通，就像城市的街道一樣，可能因?yàn)檐嚨湥�道路維修等，使得某條道路的交通出現(xiàn)暫時(shí)中斷，此時(shí)由于我們有多個(gè)通道，車輛（相當(dāng)于我們的控制數(shù)據(jù)）仍然可以通過其他道路到達(dá)目的地。而這一點(diǎn)對工業(yè)現(xiàn)場控制而言則非常重要。

6、什麼是自動組網(wǎng)？

舉一個(gè)簡單的例子就可以很好地說明這個(gè)問題，假如一隊(duì)傘兵從天而降，他們每人持有一個(gè)Zigbee 網(wǎng)絡(luò)模塊終端，降落到地面后，只要他們彼此間在網(wǎng)絡(luò)模塊的通信范圍內(nèi)，通過彼此自動尋找，很快就可以形成一個(gè)互聯(lián)互通的Zigbee 網(wǎng)絡(luò)。他們預(yù)先并不知道誰與誰為鄰。同時(shí)，由于人員的移動，彼此間的聯(lián)絡(luò)還會發(fā)生變化。因而，模塊還可以通過重新尋找通信對象，確定彼此間的聯(lián)絡(luò)，對原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行刷新。

7、為什麼網(wǎng)絡(luò)要采用動態(tài)路由的方式？

首先，我們必須明白，什麼是動態(tài)路由？動態(tài)路由，就是指網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂�，并不是預(yù)先設(shè)定的，而是傳輸數(shù)據(jù)前，通過對網(wǎng)絡(luò)當(dāng)時(shí)可利用的所有路徑進(jìn)行搜索，并決定它們的遠(yuǎn)近，然后選擇其中的一條路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在我們的網(wǎng)絡(luò)管理軟件中，路徑的選擇使用的是“梯度法”，即先選擇路徑最近的一條通道進(jìn)行傳輸，如傳不通，再使用另外一條稍遠(yuǎn)一點(diǎn)的通路進(jìn)行傳輸，以此類推，直到數(shù)據(jù)包送達(dá)目的地為止。在實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場，往往預(yù)先確定的傳輸路徑，隨時(shí)都可能發(fā)生變化，或者因各種原因路徑被中斷了，或者過于繁忙不能進(jìn)行及時(shí)傳送。動態(tài)路由結(jié)合網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，就可以很好解決這個(gè)問題，從而保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

8、Zigbee采用直序擴(kuò)頻的通信方式有什麼好處？

同樣的頻段， 不同的通信方式則有很大的差別, 例如ASK,FSK,FHSS,DSSS 等，從抗干擾能力，通信安全保密性，可靠性都不相同。Zigbee 系統(tǒng)和CDMA 系統(tǒng)一樣，都采用的是直序擴(kuò)頻技術(shù)（DSSS),它是一種抗干擾能力極強(qiáng)，保密性，可靠性都很高的通信方式。如果你使用過這兩種技術(shù)的通信產(chǎn)品，你會發(fā)現(xiàn)兩者在可靠性上有著明顯的不同。

由于擴(kuò)頻技術(shù)在正常通信時(shí)所要求的信噪比可以很低，就是說，在干擾很強(qiáng)的環(huán)境下，它仍然能夠正常工作。根據(jù)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，這相當(dāng)于它的接收靈敏度提高了7dBm. 它也不容易干擾別人。換句話說，它可以使用較低的功率傳輸更遠(yuǎn)的距離。關(guān)于Zigbee 所采用的直序擴(kuò)頻技術(shù)的其它許多優(yōu)點(diǎn)這里不再討論。

9、Zigbee使用的是2.4G 免費(fèi)頻段

在我國和世界上大多數(shù)其他國家，一般使用無線電設(shè)備都是要付頻率使用費(fèi)的，包括手機(jī)通信，只不過移動運(yùn)營商已經(jīng)向國家支付了這筆費(fèi)用，并通過號碼占用費(fèi)等方式向用戶收取了這筆費(fèi)用。在使用其它無線設(shè)備時(shí)，你首先要向國家相關(guān)部門申請頻率使用許可，然后根據(jù)你的無線設(shè)備所使用的頻率，功率大小和數(shù)量收取費(fèi)用。這是一筆不小的費(fèi)用，一般設(shè)備一年往往要交納幾千元的費(fèi)用。而免費(fèi)頻段，是指各個(gè)國家根據(jù)各自的實(shí)際情況，并考慮盡可能與世界其他國家規(guī)定的一致性，而劃分出來的一個(gè)頻段，專門用于工業(yè)，醫(yī)療以及科學(xué)研究使用（ISM 頻段）， 不需申請而可以免費(fèi)使用的頻段。我們國家的2.4G 頻段，就是這樣一個(gè)頻段。然而，為了保證大家都可以合理使用，國家對該頻段內(nèi)的無線收發(fā)設(shè)備，在不同環(huán)境下的使用功率做了相應(yīng)的限制。例如在城市環(huán)境下，發(fā)射功率不能超過100mW。

來源：中國一卡通網(wǎng)