什么是ZigBee技术?

浏览

  ZigBee技术的命名,来源于蜜蜂用曲折的舞蹈方式表示采蜜位置、距离和方向的含义。它是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率(小于250kbit/s)、低成本、工作在2.4GHz和868/928MHz的无线网络技术。ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务,主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化农业自动化和医用设备的控制,以及环境信息的自动采集测量等。

  2003年,IEEE无线个人局域网(PAN)工作组发布的IEEE802.15.4技术标准是ZigBee技术的基础。IEEE802.15.4为ZigBee定义了两个物理层标准,分别是2.4GHz物理层和868/915MHz物理层。2.4GHz波段为全球统一的无需申请的ISM频段,有助于ZigBee设备的推广和生产成本的降低,采用高阶调制技术能够提供250kbit/s的传输速率,有助于获得更高的吞吐量、更小的通信时延和更短的工作周期,从而更加省电。868MHz是欧洲的ISM频段,传输速率为20kbit/s;915MHz是美国的ISM频段,传输速率是40kbit/s。这两个频段上无线信号传播损耗较小,可以降低对接收机灵敏度的要求,获得较远的有效通信距离,从而可以用较少的设备覆盖设定的区域。

  ZigBee的主要技术特点如下。

  (1)数据传输速率低:只有104字节/秒到2504字节/秒,专注于低速率传输应用。

  (2)功耗低:在低耗电待机模式下,两节普通5号干电池可使用6个月到2年,免去了充电或者频繁更换电池的麻烦。

  (3)成本低:数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本,而且免收专利费。

  (4)网络容量大:每个ZigBee网络最多可支持255个设备。

  (5)时延短:通常时延都在15ms至30ms之间。

  (6)安全:ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,采用AES-128加密算法。

  (7)有效范围小:有效覆盖范围IO~75m之间,基本能够覆盖普通的家庭或办公室环境。

  (8)工作频段灵活:使用频段为2.4GHz、868MHz(欧洲)及915MHz(美国),均为免执照频段。

  根据ZigBee联盟的设想,ZigBee的目标市场主要有PC外设(鼠标、键盘、游戏操控杆)、消费类电子设备(TV、VCR、CD、VCD、DVD等设备上的遥控装置)、家庭内智能控制(照明、煤气计量控制及报警等)、玩具(电子宠物)、医护(监视器和传感器)、工控(监视器、传感器和自动控制设备)等非常广阔的领域。随着技术的进一步深入,传感器将变得更小,而且功能会越来越多。最终,传感器可能会微缩到尘埃大小。届时,数以千计的微小传感器或者称为“智能尘埃”将被释放到大气中来检测任何东西,而ZigBee将把它们连接起来。

精彩文章