ZigBee的應(yīng)用范圍和藍(lán)牙、WIFI一樣，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展會(huì)得到逐漸擴(kuò)大，本文對(duì)ZigBee的概念和使用特點(diǎn)進(jìn)行了歸納和總結(jié)。

　　ZigBee的概念

　　ZigBee是一種基于IEEE802.15.4的低功耗、低傳輸速率、架構(gòu)簡(jiǎn)單的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，它在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用正越來(lái)越引起業(yè)界的矚目。

　　Zigbee一詞源自蜜蜂群在發(fā)現(xiàn)花粉位置時(shí)，通過(guò)跳ZigZag形舞蹈來(lái)告知同伴，達(dá)到交換信息的目的。可以說(shuō)是一種小的動(dòng)物通過(guò)簡(jiǎn)捷的方式實(shí)現(xiàn)“無(wú)線(xiàn)”的溝通。人們借此稱(chēng)呼一種專(zhuān)注于低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的近程無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，亦包含寓意。

　　Zigbee技術(shù)并不是完全獨(dú)有、全新的標(biāo)準(zhǔn)。它的物理層、MAC層和鏈路層采用了IEEE802.15.4(無(wú)線(xiàn)個(gè)人區(qū)域網(wǎng))協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，但在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了完善和擴(kuò)展。其網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用會(huì)聚層和高層應(yīng)用規(guī)范(API)由Zigbee聯(lián)盟進(jìn)行了制定。

　　ZigBee的使用特點(diǎn)

　　1. 功耗低：工作模式情況下，ZigBee技術(shù)傳輸速率低，傳輸數(shù)據(jù)量很小，因此信號(hào)的收發(fā)時(shí)間很短，其次在非工作模式時(shí)，ZigBee節(jié)點(diǎn)處于休眠模式。設(shè)備搜索時(shí)延一般為30ms，休眠激活時(shí)延為15ms，活動(dòng)設(shè)備信道接入時(shí)延為15ms。由于工作時(shí)間較短、收發(fā)信息功耗較低且采用了休眠模式，使得ZigBee節(jié)點(diǎn)非常省電，ZigBee節(jié)點(diǎn)的電池工作時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月到2年左右。

　　2. 數(shù)據(jù)傳輸可靠：ZigBee的媒體接入控制層(MAC層)采用talk-when-ready的碰撞避免機(jī)制。在這種完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制下，當(dāng)有數(shù)據(jù)傳送需求時(shí)則立刻傳送，發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息，并進(jìn)行確認(rèn)信息回復(fù)，若沒(méi)有得到確認(rèn)信息的回復(fù)就表示發(fā)生了碰撞，將再傳一次，采用這種方法可以提高系統(tǒng)信息傳輸?shù)目煽啃浴Ｍ瑫r(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專(zhuān)用時(shí)隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突。同時(shí)ZigBee針對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時(shí)延和休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短。

　   3. 網(wǎng)絡(luò)容量大：ZigBee低速率、低功耗和短距離傳輸?shù)奶攸c(diǎn)使它非常適宜支持簡(jiǎn)單器件。一個(gè)ZigBee的網(wǎng)絡(luò)最多包括有255個(gè)ZigBee網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)是主控(Master)設(shè)備，其余則是從屬(Slave)設(shè)備。若是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(Network Coordinator)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以支持超過(guò)64000個(gè)ZigBee網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，再加上各個(gè)Network Coordinator可互相連接，整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目將十分可觀(guān)。

　   4. 兼容性：ZigBee技術(shù)與現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)縫集成。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(Coordinator)自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，采用載波偵聽(tīng)/沖突檢測(cè)(CSMA-CA)方式進(jìn)行信道接入。為了可靠傳遞，還提供全握手協(xié)議。

　　5. 安全性：Zigbee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，在數(shù)據(jù)傳輸中提供了三級(jí)安全性。

　　ZigBee的技術(shù)性能

　　1、ZigBee頻帶和數(shù)據(jù)傳輸率

　　ZigBee 無(wú)線(xiàn)可使用的頻段有3 個(gè)，分別是2.4GHz 的 ISM 頻段、歐洲的868MHz 頻段、以及美國(guó)的 915MHz 頻段，而不同頻段可使用的信道分別是16 、 1 、 10 個(gè);

　　ZigBee 在中國(guó)采用2.4G 的 ISM 頻段，是免申請(qǐng)和免使用費(fèi)的頻率，在2.4G 的頻段上具有 16 個(gè)信道，帶寬為250K。

　　2、短程無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)

　　ZigBee 和 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)都適合于低速率數(shù)據(jù)傳輸，最大速率為250K，與其他無(wú)線(xiàn)技術(shù)比較，適合傳輸距離相對(duì)較近;ZigBee 無(wú)線(xiàn)技術(shù)適合組建WPAN 網(wǎng)絡(luò)，就是無(wú)線(xiàn)個(gè)人設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，對(duì)于數(shù)據(jù)采集和控制信號(hào)的傳輸是非常合適的。它的應(yīng)用定位就是低速率、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、低功耗和低成本應(yīng)用。

　　ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類(lèi)型

　　1. 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器：

　　包括所有的網(wǎng)絡(luò)消息，是 3 種設(shè)備類(lèi)型中最復(fù)雜的一種，存儲(chǔ)容量最大、計(jì)算機(jī)能力強(qiáng)。發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)、建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)、管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信息、 尋找一對(duì)節(jié)點(diǎn)間的路由消息、不斷地接收信息。

　　2. 全功能設(shè)備(FFD)：

　　可以擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者，形成網(wǎng)絡(luò)，讓其它的 FFD 或是RFD連結(jié)，F(xiàn)FD 具備控制器的功能，可提供信息雙向傳輸。

　　附帶由標(biāo)準(zhǔn)指定的全部 802.15.4 功能和所有特征

　　更多的存儲(chǔ)器、計(jì)算機(jī)能力可使其在空閑時(shí)起網(wǎng)絡(luò)路由作用。

　　也可能做終端設(shè)備

　　3. 精簡(jiǎn)功能設(shè)備(RFD)：

　　RFD 只能傳送信息給 FFD 或從 FFD 接收信息。

　　附帶有限的功能來(lái)控制成本和復(fù)雜性

　　在網(wǎng)絡(luò)中通常用作終端設(shè)備。

　　ZigBee相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)自然節(jié)省了費(fèi)用。

　　RFD 由于省掉了內(nèi)存和其他電路，降 低了ZigBee部件成本，而簡(jiǎn)單的 8 位處理器和小協(xié)議棧也有助于降低成本。

       ZigBee憑借其在安全和功耗等的優(yōu)勢(shì)現(xiàn)已在多項(xiàng)應(yīng)用中得到了應(yīng)用，在物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸方面，現(xiàn)在也已經(jīng)出現(xiàn)了新的傳輸方式，優(yōu)化傳輸?shù)陌踩院蛡鬏斝省?/span>