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ZigBee:轻松掌控无线生活
 

ZigBee是一种短距离、低速率无线网络技术,它是随着工业自动化对于无线通信和数据传输的需求而开发的,可广泛应用于各种自动控制领域。ZigBee的基础是IEEE802.15.4无线个人域网标准,是介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案,2004正式问世。

一、针对低速率无线传输需求而开发

1999年,蓝牙热潮席卷全球,然而在其发展进程中,一直受芯片价格高、厂商支持力度不够、传输距离限制及抗干扰能力差等问题的困扰,于是低功耗、低成本的无线传输技术ZigBee应运而生。ZigBee的数据传输速率只有10kbit/s到250kbit/s,因而它适合于低速率的无线传输应用。

ZigBee可以构建一个由多达数万个无线数传模块组成的无线数传网络平台,十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网,每一个ZigBee网络数传模块类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,它们之间可以进行相互通信;每个网络节点间的距离可以从标准的75米扩展到几百米,甚至几公里;另外,整个ZigBee网络还可以与现有的其他的各种网络连接。例如,你可以通过互联网在北京监控云南某地的一个ZigBee控制网络。

与移动通信网络不同的是,ZigBee网络主要是为自动化控制数据传输而建立的,而移动通信网主要是为语音通信而建立的。每个移动基站价值一般都在百万元人民币以上,而每个ZigBee“基站”却不到1000元人民币;每个ZigBee网络节点不仅本身可以与监控对象,例如与传感器连接直接进行数据采集和监控,它还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料;除此之外,每一个ZigBee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内,和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)进行无线连接。每个ZigBee网络节点(FFD和RFD)可以可支持多到31个的传感器和受控设备,每一个传感器和受控设备最终可以有8种不同的接口方式。

二、在自动化控制领域大有用武之地

一般而言,随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。相对于现有的各种无线通信技术,ZigBee技术将是最低功耗和低成本的技术。同时,由于ZigBee技术拥有低数据速率和通信范围较小的特点,这也决定了ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务。ZigBee技术的目标就是针对工业、家庭自动化、遥测遥控、汽车自动化、农业自动化和医疗护理等,例如灯光自动化控制,传感器的无线数据采集和监控,油田、电力、矿山和物流管理等应用领域。另外,它还可以对局部区域内移动目标,例如对城市中的车辆进行定位。

通常,符合如下条件之一的应用,就可以考虑采用ZigBee技术作无线传输:需要数据采集或监控的网点多;要求传输的数据量不大,而要求设备成本低;要求数据传输可靠性高,安全性高;设备体积很小,不便放置较大的充电电池或者电源模块;电池供电;地形复杂,监测点多,需要较大的网络覆盖;现有移动网络的覆盖盲区;使用现存移动网络进行低数据量传输的遥测遥控系统;使用GPS效果差或成本太高的局部区域移动目标的定位应用。

ZigBee拥有一些独特的技术优势:省电——两节五号电池支持长达6个月到两年的使用时间。可靠——采用了碰撞避免机制,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时的竞争和冲突;节点模块之间具有自动动态组网的功能,信息在整个ZigBee网络中通过自动路由的方式进行传输,从而保证了信息传输的可靠性。时延短——针对时延敏感的应用做了优化,通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。网络容量大——可支持达65000个节点。安全——ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,加密算法采用通用的AES-128。高保密性——64位出厂编号和支持AES-128加密。


来源:工控网      时间:2009-6-21