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ZigBee一詞源自蜜蜂群在發現劃分位置時，通過跳ZigZag形舞蹈來告知同伴，來達到交換信息的目的。可以說是一種小的低信息量的“無線"通信方式，人們也就借此稱呼一種專注于低功耗，低成本、低復雜度、低速率的、低速率的近程無線網絡通信技術，亦包含此寓意。 ZigBee技術也并不是完全的獨有、全新的標準。它的物理層、MAC層和鏈路層采用了IEEE802.15.4（無線個人區域網）協議標準，但在此基礎上進行了完善和擴展。其網絡層、應用會聚層和高層應用規范（API）由ZIgBee聯盟進行了制定。 ZigBee主要是應用在短距離、低功耗且傳輸速率低的各種電子設備之間，典型的傳輸數據類型有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據。根據設想，它的應用目標主要是：工業控制（如自動控制設備、無線傳感器網絡），醫護（如監視和傳感），家庭智能控制（如照明、水電氣計量及報警），消費類電子設備的遙控裝置、PC外設的無線連接等領域。 一般而言，滿足如下一些特點的應用場合，是Zigbee應用極具優勢的地方： ①需要無線通信交換信息的低成本裝置; ②數據的交換量較小、傳輸的速率要求不高; ③功耗要求極低，采用電池供電且需要維持較長時間; ④需要多個(尤其是大量)設備組成無線通信網絡，主要進行監測和控制的場合。 下面就來簡單看看ZigBee可能的一些應用，包括智能家庭、工業控制、自動抄表、醫療監護、傳感器網絡應用和電信應用。 智能家居：家里可能都有很多電器和電子設備，如電燈、電視機、冰箱、洗衣機、電腦、空調等等，可能還有煙霧感應、報警器和攝像頭等設備，以前我們最多可能就做到點對點的控制，但如果使用了ZigBee技術，可以把這些電子電器設備都聯系起來，組成一個網絡，甚至可以通過網關連接到Internet，這樣用戶就可以方便的在任何地方監控自己家里的情況，并且省卻了在家里布線的煩惱。 工業控制：工廠環境當中有大量的傳感器和控制器，可以利用ZigBee技術把它們連接成一個網絡進行監控，加強作業管理，降低成本。 電信應用：在2006年初的時候，意大利電信就宣布她研發了一種集成了ZigBee技術的SIM卡，并命為“ZSIM”。其實這種SIM卡只是把ZigBee集成在電信終端上的一種手段。而ZigBee聯盟也在2007年4月發布新聞，說聯盟的成員在開發電信相關的應用。如果ZigBee技術真得可以在電信領域開展起來，那么將來用戶就可以利用手機來進行移動支付，并且在熱點地區可以獲得一些感興趣的信息，如新聞、折扣信息，用戶也可以通過定位服務獲知自己的位置。雖然現在的GPS定位服務已經做得很好，但卻很難支持室內的定位，而ZigBee的定位功能正好彌補這一缺陷。 自動抄表：抄表可能是大家比較熟悉的事情，像煤氣表、電表、水表等等，每個月或每個季度可能都要統計一下讀數，報給煤氣、電力或者供水公司，然后根據讀數來收費。現在在大多數地方還是使用人工的方式來進行抄表，逐家逐戶的敲門，很不方便。而ZigBee可以用于這個領域，利用傳感器把表的讀數轉化為數字信號，通過ZigBee網絡把讀數直接發送到提供煤氣或水電的公司。使用ZigBee進行抄表還可以帶來其它好處，比如煤氣或水電公司可以直接把一些信息發送給用戶，或者和節能相結合，當發現能源使用過快的時候可以自動降低使用速度。 傳感器網絡應用：傳感器網絡也是最近的一個研究熱點，像貨物跟蹤、建筑物監測、環境保護等方面都有很好的應用前景。傳感器網絡要求節點低成本、低功耗，并且能夠自動組網、易于維護、可靠性高。ZigBee在組網和低功耗方面的優勢使得它成為傳感器網絡應用的一個很好的技術選擇。 醫療監護：電子yi療監護是最近的一個研究熱點。在人體身上安裝很多傳感器，如測量脈搏、血壓，監測健康狀況，還有在人體周圍環境放置一些監視器和報警器，如在病房環境，這樣可以隨時對人的身體狀況進行監測，一旦發生問題，可以及時做出反應，比如通知yi院的值班人員。這些傳感器、監視器和報警器，可以通過ZigBee技術組成一個監測的網絡，由于是無線技術，傳感器之間不需要有線連接，被監護的人也可以比較自由的行動，非常方便。 Zigbee的特點突出，尤其在低功耗、低成本上，主要有以下幾個方面： ①低功耗。在低耗電待機模式下，2節5號干電池可支持1個節點工作6~24個月，甚至更長。這是Zigbee的突出優勢。相比較，藍牙能工作數周、WiFi可工作數小時。 ②低成本。通過大幅簡化協議(不到藍牙的1/10)，降低了對通信控制器的要求，按預測分析，以8051的8位微控制器測算，全功能的主節點需要32KB代碼，子功能節點少至4KB代碼，而且Zigbee免協議專利費。 ③低速率。Zigbee工作在20~250kbps的較低速率，分別提供250kbps(2.4 GHz)、40 kbps(915 MHz)和20 kbps(868 MHz)的原始數據吞吐率，滿足低速率傳輸數據的應用需求。 ④近距離。傳輸范圍一般介于10～100m之間，在增加RF發射功率后，亦可增加到1~3km。這指的是相鄰節點間的距離。如果通過路由和節點間通信的接力，傳輸距離將可以更遠。 ⑤短時延。Zigbee的響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態只需15ms，節點連接進入網絡只需30ms，進一步節省了電能。相比較，藍牙需要3~10 s、WiFi需要3 s。 ⑥高容量。Zigbee可采用星狀、片狀和網狀網絡結構，由一個主節點管理若干子節點，最多一個主節點可管理254個子節點;同時主節點還可由上一層網絡節點管理，最多可組成65000個節點的大網。 ⑦高安全。Zigbee提供了三級安全模式，包括無安全設定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數據以及采用高級加密標準(AES128)的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。 ⑧免執照頻段。采用直接序列擴頻在工業科學醫療(ISM)頻段，2.4GHz(全球)、915MHz(美國)和868 MHz(歐洲)。 本文來自 成都億佰特 |
