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物联网开发之ZigBee协议
发布时间:2019-12-03
来源: 昱皓软件
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上期我们讲了物联网开发中的socket、websocket和MQTT协议,这就为我们在选择哪种协议来做开发提出了要求,要求我们根据项目的实际情况来选择对应的通信协议。每种协议都有优缺点,都适合不同的场景,有需要联网的、有需要wifi的,有需要蓝牙的等等,今天我们就来谈谈另外一种协议ZigBee。

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百度百科对ZigBee的解释是:ZigBee,也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。

有点很多,感觉很好用很强大的样子,他使用的场景是短距离一种可靠协议。现在很多智能设备都应用了这种设备、小的智能家居里面很多设备都是支持这种协议进行链接通讯的。

ZigBee是一项新型的无线通信技术,适用于传输范围短数据传输速率低的一系列电子元器件设备之间。 ZigBee无线通信技术可于数以千计的微小传感器相互间,依托专门的无线电标准达成相互协调通信,因而该项技术常被称为Home RF Lite无线技术、FireFly无线技术。ZigBee无线通信技术还可应用于小范围的基于无线通信的控制及自动化等领域,可省去计算机设备、一系列数字设备相互间的有线电缆,更能够实现多种不同数字设备相互间的无线组网,使它们实现相互通信,或者接入因特网。

ZigBee/RF4CE 在复杂系统中具有一些显着的优势,提供低功耗操作,高安全性,鲁棒性和高可扩展性,具有高节点数量,并且有能力利用M2M和 IoT应用中的无线控制和传感器网络。ZigBee的最新版本是最近推出的3.0版本,它基本上是将各种ZigBee无线标准统一为单一标准。 ZigBee开发的示例产品和套件包括TI的CC2538SF53RTQT ZigBee片上系统集成电路和CC2538 ZigBee开发套件。

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通过其网状拓扑,Zigbee设备可以通过中间设备在一定距离上传输数据。对于在消费和工业领域需要低成本和低功耗传感器网络的物联网应用,Zigbee是一个很好的选择。

在安全方面Zigbee协议还包括由128位加密密钥和加密帧定义的安全框架。


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ZigBee的特点主要有以下几个方面:

(1)低功耗:在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个节点工作6-24个月,甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比之下蓝牙可以工作数周、WiFi可以工作数小时;

(2)低成本:通过大幅简化协议,使得Zigbee成本很低(不足蓝牙的1/10)。另外,Zigbee降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB代码,子功能节点少至4KB代码,而且ZigBee的协议专利免费;

(3)低速率:ZigBee工作在250kbps的通讯速率,满足低速率传输数据的应用需求;

(4)近距离:传输范围一般介于10~100m之间,在增加RF发射功率后,亦可增加到1-3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远;

(5)短时延:ZigBee的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3-10s、WiFi需要3s;

(6)高容量:ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000个节点的大网;

(7)高安全:ZigBee提供了三级安全模式,包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码,以灵活确定其安全属性;

(8)免费频段:使用工业科学医疗(ISM)频段,915MHz(美国),868MHz(欧洲),2.4GHz(全球),无需支付频段使用费用。


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ZigBee技术有哪些应用领域


ZigBee技术的目标就是针对,工业,家庭自动化,遥测遥控,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。


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