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主题:Zigbee的由来

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一、zigbee的由来
在蓝牙技术的使用过程中,人们发现蓝牙技术尽管有许多优点,但仍存在许多缺陷。对工业,家庭自动化控制和遥测遥控领域而言,蓝牙技术显得太复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等,……而工业自动化对无线通信的需求越来越强烈。正因此,经过人们长期努力,zigbee协议在2003年中通过后,于2004正式问世了。
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二、zigbee是什么
 zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,十分类似现有的移动通信的cdma网或gsm网,每一个zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,它们之间可以进行相互通信;每个网络节点间的距离可以从标准的75米,到扩展后的几百米,甚至几公里;另外整个zigbee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。例如,你可以通过互联网在北京监控云南某地的一个zigbee控制网络。
不同的是,zigbee网络主要是为自动化控制数据传输而建立,而移动通信网主要是为语音通信而建立;每个移动基站价值一般都在百万元人民币以上,而每个zigbee“基站”却非常低廉;每个zigbee 网络节点不仅本身可以与监控对象,例如传感器、人员连接直接进行数据采集和监控,它还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料; 除此之外,每一个zigbee网络节点(ffd)还可在自己信号覆盖的范围内,和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(rfd)无线连接。
每个zigbee网络节点(ffd和rfd)可以可支持多到31个的传感器和受控设备,每一个传感器和受控设备终可以有8种不同的接口方式。可以采集和传输数字量和模拟量。
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三、zigbee技术的应用领域
zigbee技术的目标就是针对工业,家庭自动化,遥测遥控,汽车自动化、农业自动化、人员考勤定位和医疗护理等,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。另外它还可以对局部区域内移动目标例如城市中的车辆进行定位。
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通常,符合如下条件之一的应用,就可以考虑采用zigbee技术做无线传输:  
1. 需要数据采集或监控的网点多;
2. 要求传输的数据量不大,而要求设备成本低;
3. 要求数据传输可性高,安全性高;
4. 设备体积很小,不便放置较大的充电电池或者电源模块;
5. 电池供电;
6. 地形复杂,监测点多,需要较大的网络覆盖;
7. 现有移动网络的覆盖盲区;
8. 使用现存移动网络进行低数据量传输的遥测遥控系统。
9. 使用gps效果差,或成本太高的局部区域移动目标的定位应用。
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四、zigbee 技术的特点

● 低功耗。
使用电池供电支持长达6个月到5年左右的使用时间(根据发射功率和频率),这是zigbee的突出优势。相比较,蓝牙能工作数周、wifi可工作数小时。
● 低成本。
通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10) ,降低了对通信控制器的要求。
● 低速率。
zigbee工作在20~250kb/s的较低速率,分别提供250kb/s(2.4ghz)、40kb/s(915mhz)和20kb/s(868mhz) 的原始数据吞吐率,满足低速率传输数据的应用需求。
● 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。
● 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。
● 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。
● 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。
● 免执照频段。
采用直接序列扩频在工业科学医疗(ism)频段,2.4ghz(全球)、915mhz(美国)和868mhz(欧洲)
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第二章 数传zigbee产品与其他产品区别
我们这里还想要说明的是,目前市场上微功率单芯片收发机有许多种,它们的的通信方式也各有不同,因而工作的可靠性和抗干扰能力也有很大的差别,特别是在一般干扰很强的工业现场环境,无线通信设备的抗干扰特性非常重要,它是一个无线收发设备能否在现场工作,和它是否能在现场可靠地工作的决定因素。现在市场上有一种superrfid,它们就是由一种微功率收发机单芯片做成的,但它并没有使用抗干扰能力强的直序扩频(dsss)方式,因而,在使用时特别要注意避免环境干扰。不仅如此,由于superrfid通信方式要求较高的信噪比,因此,在接收灵敏度相同的条件下,它的传输距离要短得多,更不用说现有一般的superrfid的接收灵敏度只有-90dbm。为了增加读写距离,superrfid也只能在读写器上下功夫,加强天线的方向性以提高天线增益,同时提高发射功率和读写器的接收灵敏度。这也就增加了读写器的成本。
我们的读写系统使用的微功率单芯片收发机,使用的是抗干扰能力强,保密性好,工作可靠的直序扩频的通信方式,我们不仅可以向你提供价格便宜的读写器,而且体积也非常小(可以做到火柴盒大小,还包括天线)此外,我们还可以向你提供相关的技术支持,使你可以很快开发出使用这种技术的应用集成系统。
由于现有抄表无线终端一般都使用窄带通信技术,很容易受到外界的干扰,特别是当传输范围增大以后,而且,由于温度变化,晶振自身老化造成的晶振工作频率的偏差,以及可能存在的多径效应,多普勒效应等,都将使系统工作的可靠性和稳定性受到很大的影响,特别是在那些干扰较大的工业现场,以及无线电信号高密度的应用场合。

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邢 先生 (kavi sing )
上海市数传信息有限公司 销售部
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tel:+86-21-64326447  分机:14
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mail:voiper@sina.com
上海数传,技术领先的zigbee远距低功耗传输模块和无线解决方案厂商
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