ZigBee模块的特征以及应用有哪些?ZigBee模块在国内的应用领域及前景如何?

ZigBee模块的特征以及应用有哪些?ZigBee模块在国内的应用领域及前景如何?

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1 ZigBee含义
它以IEEE802.15.4为准则,低功耗域网协定,此协定原则及ZigBee的特征即为功耗低、距离短的无线通信技术。
想出这个词汇的人的灵感非常奇妙,原因是它来自于蜜蜂的一种名为Zig的特殊飞行方式,即飞行时的动作摇摆或是翅膀的震动频率。Bee是蜜蜂的英文单词,蜜蜂们似乎有某种智慧,他们靠着这种独特的“语言”来彼此沟通,方便其种族之间的通信,蜜蜂们不需要飞太远来告诉消息,只要通过这种特殊的方式就能做到信息的传递,方便快捷,以学者的话说就是低能耗,距离近。发明者的独到思想将Zig运用到现实里,再加上英语单词Bee,便有了我们的ZigBee这个新兴名词。现实里的ZigBee,可以嵌套在规模巨大的网络之中,其微小的身体设计就像蜂巢一样,小巧而不失秩序,能够在一段特定距离之内完成信息的传送收发,节能,低功耗。
ZigBee芯片传输方式很像蜂巢一样一块挨着一块,它所设计的信息距离很近,所以它的通信介质必须是两个有一定距离的设备,其次,它传输速率低,能耗也低。2002年,Invensys、Mitsubishi、摩托罗拉和飞利浦公司正式对外宣布加入刚刚成立一年的ZigBee联盟,制定其无线通信的标准,并以正式以“ZigBee”的名称命名这个元器件,4年后,华为科技有限公司自豪的对外宣布,他们将作为此行业进军ZigBee联盟的中国“第一人”。
跳频技术,不只是蓝牙技术的特点,也是 ZigBee的一大特点,但是ZigBee与我们其比较的话,会更加简易些,它的功率及能耗都较低,但是传输速率会慢于其一点,通过相关检测,ZigBee模块功耗大小与速率大小成正比。
因为ZigBee低延迟和低功率的性能,所以假如将ZigBee运用在计算机外接设备和安全防盗系统中的话ZigBee也会更有优越性。
2 ZigBee模块的特征以及应用
ZigBee采用的是无线连接方式,可以在全球、欧洲以及美国等地区所流行的频段上工作,且可达到高传输速率,目前情况,它的传输距离限制在大于10小于70的范围内,但随着科技的进步,范围可以扩大。ZigBee模块中各个节点间无线通信进行自动建立联系,并遵循相对应的协议,优点主要突出在以下几点: 
(1)功耗低。在待机模式这种耗能低的状态下,仅需两节5号干电池就可支撑1个节点的工作时长为六至二十四个月,乃至更长;
(2)成本低。利用大幅简化协定,可以下调对通讯控制器的约束,按照对未来情景估量来阐述,依照8051的8位微控制器来估量,仅需32KB代码就能够满足所有功能的主节点,低至4KB代码就可以满足子功能节点需求,并且另一大优点就是ZigBee协议可以免去专利费,在市场上,几十块钱就可买到一个ZigBee芯片就是很好的证明;
(3)速率低。可以达到10-250KB/s,可以满足实际需求;
(4)距离近。在两个相邻的节点之间,能够进行传输的间隔范畴正常是在10-100m限度内,但如果扩大发射功率,能够扩至到1-3km;
(5)延时短。设备进入睡眠状态再次被唤醒只需要15ms,像蓝牙一样搜寻其他设备延迟时间大约至30ms左右;
(6)容量高。ZigBee因其采用的网络结构特性,使其主节点下又有子节点,层层相扣,最终形成了一个拥有65000个节点可以同时工作的硕大网络,65000,这个数字足以说明ZigBee容量高的特性;
 (7)安全度高。在安全、可靠度方面,ZigBee可以提供出三级安全模式,其中包括采用了高级加密标准的对称密码、无安全设定以及使用了接入在控制清单以防止非法获取数据,ZigBee以灵活确定其安全属性。
(8)频段可免执照。在工业科学医疗(ISM)频段采用直接序列扩频:868MHz(欧洲)、915MHz(美国)、2.4GHz(全球)。
Zigbee技术现已渗透到各行各业,其目标市场主要有PC外设(鼠标、键盘、游戏操控杆)、消费类电子设备(TV、VCR、CD、VCD、DVD等设备上的遥控装置)、家庭内智能控制(照明、煤气计量控制及报警等)、玩具(电子宠物)、医护(监视器和传感器)、工控(监视器、传感器和自动控制设备)等非常广阔的领域。
3 ZigBee模块的构成
根据由联盟研究开发的技术准则,功能是决定其设备在网络中的作用的标准,便出现了三种设备区分,即ZigBee协调器、路由器、终端设备:
1、ZigBee协调器:它是一个“上级”设备,因为它最全面,却又最复杂,地位相对较高,它囊括了网络节点中的各项功能。超强的计算能力,存储能力。它的工作就相当于上级对下级报告检查,下级递交上级信息,上级管理和发送信息给群体,以便完成工作,控制各个节点,建立起一个有秩序的网络 。
2、ZigBee路由器:它的工作就相当于一个小队的调度员,将上级的信息按一定的分配规则,如给各个节点分配十六位的地址空间,让它们完成工作,为了方便他们有序的接入网络,提供数据便成了路由器的主要工作。
3、ZigBee终端设备:它的工作相当于一个汇报员,只能和上一级,即协调器沟通,简化从下级出来的讯息,以大体的情况向上级汇报,包括获取网络地址。  
在星状结构中,ZigBee协调器负责整个网络的运行与维护,能够与协调器进行直接联系的是所有的终端设备;在集群和网络结构,协调器负责初始化和操作的网络的建立,以及网络扩展路由器,终端设备的信息是由路由器转发,但终端在集群结构之间的信息交换到协调员通过逐级上传,然后协调分发信息。
4 ZigBee模块在国内的应用领域及前景
在正式进入21世纪后,电脑,即计算机科技的普及,网络协议的制定,ZigBee也出现自己的网络协议,遵循这些协议,它的应用范围也随之变得广泛,如工业上用ZigBee来调节工厂灯光亮度,ZigBee控制农业生产,大棚温度等。其具体应用含有以下几点:
1.家庭及楼房网络控制:在大厦及办公大楼的运用将配合技术人员发展到一个新高度,公司可以运用ZigBee通信技术自动调节室内温度、灯光的光照强度等,家庭也可运用ZigBee技术进行窗帘的闭合、煤气使用量的控制等,方便户主的外出; 
2.工业控制:各类传感器、监控器的自动化控制;
3.商业:智能化标签等;
4.农业控制:收集各种气候信息以及土壤信息;
5.公共场所:烟雾探测器等;
6.医疗领域:监控病人的病情,老人与病者的急救呼叫机以及医疗传感器等。
ZigBee的目标定位在现有的系统不能满足市场的特定需求,具有广阔的应用前景。依照ZigBee联盟对于未来的预测来说,在未来四至五年的时间内,平均每个家庭将会中拥有ZigBee器件的数量将会达到五十以上,直至增长到每个家庭大约拥有一百五十个左右。

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