前言
目前,中国大力推广的物联网是zigbee 应用的主战场,物联网通过智能感知、识别技术与普适计算(我还特意申请了个域名psjs.vip)、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。如果你想在物联网上有所作为,那现在就开启Zigbee 学习的大门吧!
1、ZigBee产生的背景
某些领域对数据吞吐量的要求很低,功率消耗也比现有标准提供的功率消耗低。因此设计一个维持最小流量的通信链路和低复杂度的无线收发信机;要考虑的核心问题是低功耗和低价格的设计。这就要求该标准应提供低带宽低数据传输速率的应用。
2、ZigBee和IEEE 802.15.4的关系
IEEE 802.15.4标准的优点
A:低功耗
B:低价格
C:低数据传输率
IEEE 802.15.4标准制定小组的任务
A:物理层 (DSSS):数据的调制发送和接收解调,介质选择,信道选择。
B:MAC层 (CSMA/CA):产生网络信标,支持设备的安全性等。
ZigBee 是建立在IEEE802.15.4标准之上,由于IEEE 802.15.4标准只定义了物理层协议和MAC层协议,于是成立了zigbee联盟, ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化,还开发了安全层。经过ZigBee联盟对IEEE 802.15.4的改进,这才真正形成了ZigBee协议栈(Zstack)。
3、ZigBee 的特点
数据传输速率低:10KB/秒~250KB /秒,专注于低传输应用
功耗低:在低功耗待机模式下,两节普通5 号电池可使用6~24 个月
IEEE 802.15.4(ZigBee)工作在ISM频带,定义了两个频段,2.4GHz频段和896/915MHz频带。在IEEE 802.15.4中共规定了27个信道:
在2.4GHz频段,共有16个信道,信道通信速率为250kbps;
在915MHz频段,共有10个信道,信道通信速率为40kbps;
在896MHz频段,有1个信道,信道通信速率为20kbps。
4、ZigBee 的网络拓扑模型
ZigBee 网络拓扑结构主要有星形网络和网型网络。不同的网络拓扑对应于不同的应用领域,在ZigBee 无线网络中,不同的网络拓扑结构对网络节点的配置也不同,网络节点的类型:协调器、路由器和终端节点,具体配置根据需要决定,具体内容会在后面章节中进行讲解,在此,读者只需要对网络拓扑结构有个概念性的认识即可。
MESH 网状网络拓扑结构的网络具有强大的功能,网络可以通过多级跳的方式来通信;该拓扑结构还可以组成极为复杂的网络;网络还具备自组织、自愈功能。
5、ZigBee 应用范围
ZigBee 已广泛应用于物联网产业链中的M2M 行业,如智能电网、智能交通、智能家居、金融、移动POS 终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消防、公共安全、环境保护、气象、数字化医疗、遥感勘测、农业、林业、水务、煤矿、石化等领域。
6、一个典型的ZigBee应用的体系框架
链接
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