基礎知識:ZigBee是什么意思?
Zigbee:一種新的無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信技術
(資料圖片僅供參考)
Zigbee技術是隨著工業(yè)自動化對無線通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蠖a(chǎn)生的。Zigbee網(wǎng)絡節(jié)能、可靠、成本低、容量大、安全,可廣泛應用于各種自動控制領域。
Zigbee的起源:
在使用藍牙技術的過程中,人們發(fā)現(xiàn)雖然藍牙技術有很多優(yōu)點,但它仍然有很多缺陷。對于工業(yè)、家庭自動化控制和遙測遙控來說,藍牙技術過于復雜,具有功耗高、距離短、組網(wǎng)規(guī)模小等特點........................................................................................................................................因此,Zigbee協(xié)議在2003年推出后,經(jīng)過人們的長期努力,于2004年正式發(fā)布。
什么是Zigbee:
Zigbee是由多達65000個無線數(shù)據(jù)傳輸模塊組成的無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡平臺,與現(xiàn)有的移動通信的CDMA網(wǎng)絡或GSM網(wǎng)絡非常相似。每個Zigbee網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸模塊類似于移動網(wǎng)絡的一個基站,它們可以在整個網(wǎng)絡中相互通信。每個網(wǎng)絡節(jié)點之間的距離可以從標準的75米到擴展后的幾百米甚至幾公里。此外,整個Zigbee網(wǎng)絡還可以與其他現(xiàn)有網(wǎng)絡連接。比如你可以在北京通過互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控云南某地的一個Zigbee控制網(wǎng)絡。
不同的是,Zigbee網(wǎng)絡主要是為了自動控制數(shù)據(jù)傳輸而建立的,而移動通信網(wǎng)絡主要是為了語音通信而建立的。每個移動基站的價值一般在百萬人民幣以上,但每個Zigbee“基站”不到1000元人民幣。每個Zigbee網(wǎng)絡節(jié)點不僅可以通過連接自己和被監(jiān)控對象(如傳感器)直接收集和監(jiān)控數(shù)據(jù),還可以自動傳輸來自其他網(wǎng)絡節(jié)點的數(shù)據(jù)。此外,每個Zigbee網(wǎng)絡節(jié)點(FFD)還可以在自身信號覆蓋的范圍內(nèi),與多個不承擔網(wǎng)絡信息中繼任務的孤立子節(jié)點(RFD)無線連接。
每個Zigbee網(wǎng)絡節(jié)點(FFD和RFD)可以支持多達31個傳感器和受控設備,每個傳感器和受控設備可以有8種不同的接口模式。能采集和傳輸數(shù)字量和模擬量。
Zigbee技術的應用領域:
Zigbee技術針對工業(yè)、家庭自動化、遙測遙控、汽車自動化、農(nóng)業(yè)自動化和醫(yī)療保健,例如,照明自動化控制、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用領域。此外,它還可以定位局部區(qū)域的移動目標,如城市中的車輛。(成都西固曙光數(shù)碼科技公司專利技術)。
通常,在滿足以下條件之一的應用中,可以考慮使用Zigbee技術進行無線傳輸:
1.有許多網(wǎng)點需要收集數(shù)據(jù)或進行監(jiān)測;
2.傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不大,但設備成本低;
3.要求高數(shù)據(jù)傳輸可行性和安全性;
4.設備體積很小,不方便放置大型充電電池或電源模塊;
5.電池供電;
6.地形復雜,監(jiān)控點多,需要更大的網(wǎng)絡覆蓋;
7.現(xiàn)有移動網(wǎng)絡的覆蓋盲區(qū);
8.利用現(xiàn)有移動網(wǎng)絡進行低數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪b測遙控系統(tǒng)。
9.GPS效果差或成本太高的局部地區(qū)移動目標的定位應用。
Zigbee技術的特點:
省電:兩節(jié)5號電池可使用長達6個月至2年左右。可靠的服務時間:采用碰撞避免機制,為需要固定帶寬的通信服務預留專用時隙,避免發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突;節(jié)點具有自動動態(tài)組網(wǎng)功能,信息在整個Zigbee網(wǎng)絡中通過自動路由傳輸,保證了信息傳輸?shù)目煽啃院投虝r延。它針對延遲敏感的應用進行了優(yōu)化,通信延遲和從休眠狀態(tài)激活的時間延遲非常短。
網(wǎng)絡容量大:最多可支持65,000個節(jié)點。
安全性:ZigBee提供數(shù)據(jù)完整性檢查和認證功能,采用通用AES-128加密算法。
高保密性:64位出廠編號和AES-128加密支持
Zigbee的發(fā)展前景;
Zigbee技術和RFID技術被列為2004年全球發(fā)展最快、市場前景最廣闊的十大最新技術。關于這篇報道,你只需要在百度或者谷歌搜索欄輸入“Zigbee”,就會看到大量的相關報道。總之,未來幾年將是Zigbee技術快速發(fā)展的時期。
Zigbee技術在的應用:
雖然國內(nèi)已經(jīng)有很多人開始接觸Zigbee這種新技術,也有很多單位開始涉足Zigbee技術的開發(fā),但是由于Zigbee本身是一種新的系統(tǒng)集成技術,應用軟件的開發(fā)必須結合網(wǎng)絡傳輸、射頻技術和底層軟硬件控制技術。所以,要從國外深入了解這項新技術,并組織一個在這些方面有豐富經(jīng)驗的支持團隊,并不是一件容易的事情。因此,到目前為止,國內(nèi)除了成都西固曙光數(shù)碼科技有限公司真正將Zigbee技術開發(fā)成產(chǎn)品并成功用于解決多個領域的實際生產(chǎn)問題之外,還沒有其他報道。
Zigbee與現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(GPRS、CDMA-1X)的比較;
1.無網(wǎng)絡使用費:使用移動網(wǎng)絡需要長期繳納網(wǎng)絡使用費,按節(jié)點終端數(shù)計算,Zigbee無此費用;
2.設備投資低:使用移動網(wǎng)絡需要購買移動終端設備,每個終端的價格在1000元左右,而使用Zigbee網(wǎng)絡,不僅Zigbee網(wǎng)絡節(jié)點模塊(相當于基站)的成本低于1000元,而且主網(wǎng)絡子節(jié)點(相當于手機)的價格也低很多;
3.更可靠的通信:由于現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡主要是為手機通信而設計的,雖然CDMA-1X和GPRS可以進行數(shù)據(jù)通信,但在實踐中發(fā)現(xiàn),不僅通信速率遠低于設計速率,而且數(shù)據(jù)通信的可靠性也存在一些問題。Zigbee網(wǎng)絡是專門為控制數(shù)據(jù)的傳輸而設計的,所以控制數(shù)據(jù)的傳輸有相當大的保障。
4.高靈活性、低成本:首先,利用不同覆蓋距離、不同功能的Zigbee網(wǎng)絡節(jié)點,以及其他非Zigbee系統(tǒng)的低成本無線收發(fā)模塊,建立一個Zigbee局域自動化控制網(wǎng)絡,(這個網(wǎng)絡可以是星型、樹狀、網(wǎng)狀及其復合網(wǎng)絡結構),然后通過互聯(lián)網(wǎng)或移動網(wǎng)絡與遠程計算機連接,實現(xiàn)低成本、高效率的工業(yè)自動化遙測和遙控;
5.與現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡相比,雖然Zigbee只是一個覆蓋范圍有限的局域網(wǎng),但它可以與現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)等通信網(wǎng)絡連接,許多Zigbee局域可以互聯(lián)成一個整體。有效解決移動網(wǎng)絡的盲區(qū)覆蓋問題:我們知道現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡在很多地方都存在盲區(qū),尤其是在鐵路、公路、油田、礦山等領域。然而,增加移動基站或中繼器的成本是相當大的。這時候利用Zigbee網(wǎng)絡進行盲區(qū)覆蓋,不僅經(jīng)濟有效,而且往往是目前唯一可行的手段。
與現(xiàn)有的數(shù)字電臺相比,Zigbee有以下優(yōu)點:1 .可靠性高:由于Zigbee模塊的集成度遠高于普通數(shù)字電臺,分離的元器件更少,可靠性更高;
2.使用方便安全:與普通數(shù)字電臺相比,Zigbee收發(fā)模塊由于集成度高,可以做得體積更小,功耗更低。比如成都西固公司的長距離傳輸模塊(2-5km)最大傳輸電流比CDMA手機小很多,所以很容易集成或者直接放入設備中,不僅使用方便,而且在戶外使用時也不容易損壞;
3.抗干擾性強,保密性好,誤碼率低:Zigbee收發(fā)模塊采用2.4G直接序列擴頻技術,比一般的FSK、ASK、跳頻數(shù)字電臺抗干擾能力更強,傳輸距離更遠;
4.免費頻段:Zigbee使用的是免費頻段,很多數(shù)字電臺使用的頻段不僅需要申請,每年還需要向計委繳納一筆可觀的頻率使用費。
5.價格低:Zigbee數(shù)傳模塊的價格只是功能相近的數(shù)傳電臺的幾分之一;(2.4G,250kps,距離DSSS 3-5公里的數(shù)據(jù)傳輸模塊每個不到1000元人民幣)
如何利用Zigbee盡快產(chǎn)生效益;
為了讓大家更快更好的使用Zigbee技術解決不同應用領域的實際問題,不需要深入了解Zigbee網(wǎng)絡本身是如何工作的,從而大大縮短你系統(tǒng)集成的時間,快速給你帶來真正的經(jīng)濟效益。
成都西固曙光數(shù)碼科技有限公司專業(yè)為用戶提供Zigbee無線網(wǎng)絡平臺演示/應用套件及具體應用開發(fā)培訓。該套件包括:
1).5個標準演示/應用模塊(其中一個用作連接到計算機的網(wǎng)關節(jié)點);
2)電池、天線等配件;
3) ZigBee網(wǎng)絡功能演示軟件;
4).每個模塊提供兩個USART接口;
5)用于將應用模塊與您的計算機和傳感器連接的標準串行通信協(xié)議。如果我們的標準串口協(xié)議不能滿足您具體應用的需要,原則上我們可以根據(jù)您的具體要求進行修改。
有了這個套件,你可以完全按照有線網(wǎng)絡連接來編寫你的應用程序;將實際的無線網(wǎng)絡用作一般的有線網(wǎng)絡。
該套件具有以下演示功能:
1.演示Zigbee網(wǎng)絡本身的自動動態(tài)組網(wǎng)功能;
2.演示網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖詣勇酚晒δ芤约叭绾卧诰W(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù);
3.顯示網(wǎng)絡無線鏈路的連接狀態(tài)和每個網(wǎng)絡節(jié)點的實際數(shù)據(jù)傳輸統(tǒng)計的功能;
4.演示全網(wǎng)各種數(shù)據(jù)采集功能;
5.演示控制中心對遠程網(wǎng)絡節(jié)點的控制功能;
6.更重要的是,除了上面提到的演示功能,還可以用來檢查實際網(wǎng)絡布局中的無線鏈路連接狀態(tài),評估和調(diào)整現(xiàn)場網(wǎng)絡節(jié)點的具體布局效果。
該套件中的每個模塊都提供了兩個USART接口,供用戶直接從編寫應用,并用于其他用途。這樣,用戶可以根據(jù)自己的實際應用需求,在確定所需的網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量和遙控器的具體設置后,編寫具體的應用軟件。當您的軟件開發(fā)工作完成后,您可以直接使用我們提供的標準模塊進行現(xiàn)場安裝和設置,然后您就可以工作了。
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責任編輯:Rex_17