zigbee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。
主要用于近距离无线连接。它依据ieee 802.15.4标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。
802.15.4强调的就是省电、简单、成本又低的规格。
802.15.4的物理层(phy)采用直接序列展频(dsss, direct sequence spread spectrum )技术,以化整为零方式,将一个讯号分为多个讯号,再经由编码方式传送讯号避免干扰。
在媒体存取控制(mac)层方面,主要是沿用wlan中802.11系列标准的csma/ca方式,以提高系统兼容性,所谓的csma/ca是在传输之前,会先检查信道是否有数据传输,若信道无数据传输,则开始进行数据传输动作,若有产生碰撞,则稍后重新再传。可使用的频段有3个,分别是2.4ghz的ism频段、欧洲的868mhz频段、以及美国的915mhz频段,而不同频段可使用的信道分别是16、1、10个。
zigbee主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等。
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
成本低:zigbee数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本
网络容量大:网络可容纳65,000个设备。
时延短:通常时延都在15ms~30ms
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(美国新加密算法,是目前最好的文本加密算法之一)
zigbee的发展趋势
zigbee技术在zigbee联盟和ieee802.15.4的推动下,结合其他无线技术,可以实现无所不在的网络。它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值,在未来其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。
随着zigbee在物联网的应用越来越广泛,国际主流mcu制造商nxp,飞思卡尔,ember,ti等相继推出单芯片解决方案。
实际应用场合的不同,对zigbee模块的功能需求和组网方式均有所差异。nxp针对物联网市场推出了具备高性能、超低功耗等特性的jn516x系列无线微控制器,以jn5168为例介绍zigbee常用的两种通信方式。
点对点和点对多点:
这是一种简单的点对点或点对多点的传输方式,节点间的通信相当于“隐形的串口”。这个固件的特点是可以控制模块进入休眠低功耗模式,并且能睡眠唤醒。而且带tof测距与场强测距功能。
组网模式:
基于jennet-ip组网串口透明传输的通讯协议,jennet-ip则是是一种专门面向住宅、商业和工业等物联网应用推出的基于ip的无线网络协议栈。支持多级路由的复杂树状网络拓扑结构。
目前zigbee已经在诸如路灯控制系统,智能家居,景观灯控制等行业大量应用起来了。未来的zigbee发展向着更低功耗、更低成本、更低门槛的方向发展,物联网时代,zigbee必然占有重要的地位。
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