zigbee协议解析|zigbee协议知识点科普
一、ZigBee技术概述
ZigBee技术是一种先进的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本、高可靠性、高安全性的双向无线通信技术，其基础是IEEE802.15.4国际标准协议。目前在世界范围内，Zigbee技术已经在医疗、农业、汽车、通讯、电力、智能化控制多种行业中获得了广泛的应用。
Zigbee技术的主要特点包括以下几个部分：
数据传输速率低：最大是250k字节/秒，专注于低传输速率应用。
功耗低：其工作功耗远小于WiFi的工作功耗。
抗干扰性强：在低信噪比的环境下，Zigbee具有很强的抗干扰性能;在相同的环境中，Zigbee抗干扰性能远远好于蓝牙和WiFi。
成本低：因为Zigbee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本。且Zigbee协议免收专利费。
时延短：通常时延都在15毫秒至30毫秒之间;高安全性：Zigbee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，同时可以灵活确定其安全属性。
高可靠性：Zigbee在物理层和通信协议设计上保证了通信的高可靠性，这点对高要求的工业级应用非常重要。
网络容量大：每个Zigbee网络最多可支持65535个设备，也就是说，每个Zigbee设备可以与另外65535台设备相连接。
优良的网络拓扑能力：ZigBee具有星型、树型和网格网络的拓扑结构，并且ZigBee无线网路具有自组织和自愈的能力。
有效范围灵活、布网容易：Zigbee网络有效覆盖范围从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定。另外，通过Zigbee无线路由器极大降低了Zigbee网络布网及调试的难度和时间，并消除了无线通信死角。
工作频段灵活：使用的频段分别为2.4GHz(全球)、868MHz(欧洲)及915MHz(美国)，均为免执照频段。
ZigBee协议适应无线传感器的低花费、低能量、高容错性等的要求。ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。但IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此Zigbee联盟扩展了IEEE，对其网络层协议和API进行了标准化。Zigbee是一种新兴的短距离、低速率的无线网络技术。主要用于近距离无线连接。它有自己的协议标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。
二、ZigBee协议缺点
ZigBee技术最大的劣势就在于它无法直接连接到互联网，必须要通过一个网关进行转换。这也是ZigBee技术在个人消费品领域一直难以被普及的重要原因。截至目前ZigBee技术更多的只是在工业、能源、农业的无线通讯系统以及在豪宅别墅的智能化家居系统应用中存在。
ZigBee协议通常用于工控设备，目前在智能家居中也十分常见，例如网关与门窗传感器通信使用的就是ZigBee协议。它的特点如下：
1、低成本。zigbee协议数据传输速率低，协议简单，所以开发成本也比较低。
2、低功耗。由于zigbee协议传输速率低，节点所需的发射功率仅1mW，并采用休眠+唤醒模式，功耗极低。
3、自组网。通过zigbee协议自带的mesh功能，一个子网络内可以支持多达65000个节点连接，可以快速实现一个大规模的传感网络。
4、安全性。使用crc校验数据包的完整性，支持鉴权和认证，并且采用aes-128对传输数据进行加密。
通过以上特点可以观察出，ZigBee适用于设备的管理监控，实时获取传感器数据。
ZigBee的协议栈(从上至下)：应用层、网络层、MAC层、物理层。
三、ZigBee应用领域
1、需要数据采集或监控的网点多
2、要求传输的数据量不大，而要求设备成本低
3、要求数据传输可性高，安全性高
4、设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者电源模块
5、电池供电
6、地形复杂，监测点多，需要较大的网络覆盖
7、现有移动网络的覆盖盲区
8、使用现存移动网络进行低数据量传输的遥测遥控系统
9、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
在工业领域，利用传感器和ZigBee网络，使得数据的自动采集、分析和处理变得更加容易，可以作为决策辅助系统的重要组成部分。例如危险化学成分的检测，火警的早期监测和预报，高速旋转机器的检测和维护，远程抄表等。这些应用不需要很高的数据吞吐量和连续的状态更新，重点在低功耗和灵活的组网形式，从而最大程度地延长电池寿命，减少ZigBee网络的维护成本。
（本文来源于网络，由千家智客进行整理编辑，如有侵权，请联系删除。）
参与评论 (0)