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今年 7 月,藍牙正式擺脫了“獨立軍”的局面,藍牙技術(shù)聯(lián)盟宣布新的藍牙連接標準支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(Mesh),但明眼人都明白,這是要硬懟 ZigBee ??!
那么這期《趣科技》我們就來看看 Zigbee 如何在智能硬件和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域活出自己的精彩。
先來段老生常談的話題,Zigbee 的身世與來源。
藍牙不爭氣,才有了新貴 ZigBee
ZigBee 協(xié)議在 2003 年正式問世,算是無線通信協(xié)議中的新貴。而其問世,只是源于藍牙太不“爭氣”,存在技術(shù)復(fù)雜、功耗大、傳輸距離近、組網(wǎng)規(guī)模小等短板。而工業(yè)自動化,對無線數(shù)據(jù)通信的需求越來越強烈,需要做到高可靠。
NB-IoT 大名是基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng),很巧的是 ZigBee 的名字也和蜜蜂有關(guān)。蜜蜂(Bee)是通過蜜蜂舞來與同伴進行溝通的,蜜蜂舞的同時會帶來“嗡嗡”(Zig)的聲響,于是腦動打開的前輩找到了命名無線信息傳輸技術(shù)的靈感,于是 IEEE802.15.4 協(xié)議就這樣被命名為 ZigBee。
ZigBee:打鐵還需自身硬
ZigBee 是一項開放性的全球化標準,專為 M2M 網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計。主要適合于自動控制和遠程控制領(lǐng)域,可以嵌入各種設(shè)備中,同時支持地理定位功能??晒ぷ髟?2.4GHz(全球流行)、868MHz(歐洲流行)和 915 MHz(美國流行)3 個頻段上,分別具有最高 250kbit/s、20kbit/s 和 40kbit/s 的傳輸速率,它的傳輸距離一般 10~75m 的范圍內(nèi)。
ZigBee? 在中國采用 2.4G 的 ISM? 頻段,是免申請和免使用費的頻率,在 2.4G 的頻段上具有 16 個信道,帶寬為 250K。
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ZigBee 提供 128 位 AES 加密,支持 Mesh 網(wǎng)絡(luò),允許網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過多個路徑連接在一起。Zigbee 是一個由可多到 65000 個無線數(shù)傳模塊組成的一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺,在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),每一個 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信,每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的距離可以從標準的 75m 無限擴展。
如今,ZigBee 已玩轉(zhuǎn)應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜的工業(yè)領(lǐng)域。它又有著怎樣的實力呢?下面與非小編就來說說 ZigBee 的特點。
低復(fù)雜性
ZigBee 協(xié)議的大小一般限制 4~32KB,而藍牙和 wi-fi 卻超過 100KB。
ZigBee 發(fā)射功率僅為 1mW,而且還有休眠模式助陣。據(jù)估算,兩節(jié) 5 號電池可支持 ZigBee 設(shè)備 6 個月到 2 年使用,試問,其他無線設(shè)備可做到?
網(wǎng)絡(luò)容量大、建網(wǎng)方便
ZigBee 技術(shù)具有強大的組網(wǎng)能力,可形成星型、樹型和 MESH 網(wǎng)狀網(wǎng),可以根據(jù)實際項目需要來選擇合適的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
一個星型結(jié)構(gòu)的 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)最多可以容納 1 個主設(shè)備和 254 個從設(shè)備,同一區(qū)域允許多達 100 個 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)共存,而一個網(wǎng)絡(luò)中可可做到 65000 個節(jié)點連接,且可以能夠自動建立其所想要的網(wǎng)絡(luò)。
時延短
通信時延與休眠狀態(tài)激活的時間都是非常短,典型的搜索設(shè)備時延為 30ms,休眠激活、活動設(shè)備信道接入都只需 15ms。ZigBee 深博時延要求苛刻的無線控制應(yīng)用的歡心。
安全、可靠
ZigBee 采取碰撞避免策略,在 2.4G 的頻段上具有 16 個信道,在 2.405GHz ~2.480GHz 間分布,信道間隔為 5M,具有很強的信道抗串擾能力。
MAC 層采用了完全確認的數(shù)據(jù)傳輸模式。同時,ZigBee 提供了基于循環(huán)沉余校驗(CRC)的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能,AES-128 的加密算法。
實驗證明在信噪比為 4dB 的情況下,ZigBee 誤碼率為 10 -9 ;而同樣誤碼率下,藍牙信噪比要達 16dB,WLAN 的 802.11b 要達 10dB。ZigBee 抗干擾力明顯占上風。
本期《趣科技》就到這里,我們下期見!