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ZigBee模組優勢在哪裡 瞭解ZigBee典型應用領域

  ZigBee是IEEE802.15.4協議的代名詞。根據這個協議規定的技術是一種近距離、低複雜度、低功耗、低資料速率、低成本的雙向無線通訊技術,主要適合於自動控制和遠端控制領域,可以嵌入各種裝置中,同時支援地理定位功能。由於蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位和遠近資訊的,也就是所蜜蜂依靠著這樣的方式構成了群體中的通訊“網路”,因此ZigBee的發明者們形象地利用蜜蜂的這種行為來形象地描述這種無線資訊傳輸技術。

  

ZigBee

 

  ZigBee網路角色

  1、協調器

  ZigBee 協調器(英文名:ZigBee Coordinate ,通常簡寫為:ZC)。協調器在ZigBee 網路中,有且只能有一個協調器,它在網路中起了網路搭建和網路維護的功能。是整個網路的中心樞紐。是等級最高的父節點。

  2、路由器

  ZigBee 路由器(英文名:ZigBee Router,通常簡寫為:ZR),路由器在ZigBee 網路中既可以充當父節點,也可以充當子節點,有資訊轉發和輔助協調器維護網路的功能。

  3、終端

  ZigBee 終端(英文名:ZigBee End-Device,通常簡寫為:ZED),終端在ZigBee 網路中,其功能最為簡單,只能加入網路,為最末端的子節點裝置。只能與其父節點進行通訊,如果兩個終端之間需要通訊,必須經過父節點進行多跳或者單跳通訊。是ZigBee 網路中可允許存在的數量最多的節點,也是唯一允許低功耗的網路裝置。

  一、ZigBee模組特點

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

  (2)低成本:通過大幅簡化協議是成本很低(不足藍芽的1/10),降低了對通訊控制器的要求,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程式碼,子功能節點少至4KB程式碼,而且ZigBee的協議專利免費;

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

  (4)近距離:傳輸範圍一般介於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訊的接力,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,節點連線進入網路只需30ms,進一步節省了電能。相比較,藍芽需要3-10s、WiFi需要3s;

  (6)高容量:ZigBee可採用星狀、片狀和網狀網路結構,由一個主節點管理若干子節點,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路節點管理,最多可組成65000個節點的大網;

  

ZigBee模組

 

  (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)防止非法獲取資料以及採用高階加密標準(AES128)的對稱密碼,以靈活確定其安全屬性;

  (8)免執照頻段:採用直接序列擴頻在工業科學醫療2.4GHz(全球)頻段。

  ZigBee典型應用領域

  更具網路的特點和結構,ZigBee 網路被廣泛應用於家庭自動化、家庭安全、工業現場控制、環境控制、醫療護理、交通運輸等各個領域。

  1、家庭自動化領域

  將ZigBee 協調器與路由器結合,充當為ZigBee 閘道器,ZigBee 終端模組放置於電燈、開關、電視、窗簾、門禁系統等家用電器裝置中。

  

ZigBee模組

 

  ZigBee 開關隨意用貼上式開關盒,可貼於牆壁的適當位置,方便安裝。另外,可選擇ZigBee整合遙控器,對所有ZigBee 電燈、窗簾、門窗等裝置進行無線遙控,方便快捷。

  ZigBee 室外環境監控系統將天氣、光線等資訊採集並傳入門窗、燈光的ZigBee終端,在適當的時候開關窗戶,調節燈光的強弱亮滅等。

  2、交通運輸領域

  ZigBee智慧交通管理系統由ZigBee終端路燈節點部分,ZigBee路由器路燈節點部分,ZigBee協調器閘道器路燈節點部分,雲伺服器部分四個部分組成,整個系統路燈部分採用ZigBee網路搭建,擁有網路自愈和自動組網功能。當中途有某個或者某幾個路燈節點故障斷網時候,會重新尋找周邊的可用網路,並自動加入到該網路,保證了整個網路的健全性和自愈性。伺服器可以對整個網路進行實時監控,對整個系統穩定性起到雙重保障的作用。

  ZigBee 在智慧照明上一將同一個管理區域網路中的路燈節點資料彙總到協調器,再由協調器主機板上的GPRS模組上傳到伺服器,由伺服器統一監控並管理路燈狀況。