ZigBee技术体系结构及其应用

在当今的通信世界中，有许多高数据bob的是什么网站速率的通信标准，但这些标准都不能满足传感器和控制设备的通信标准。这些高数据速率通信标准要求低延迟和低能耗，bob的是什么网站即使在较低的带宽。现有的专有无线系统的Zigbee技术是低成本和低功耗的，其优秀和卓越的特性使这种通信最适合bob的是什么网站一些嵌入式应用程序、工业控制、家庭自动化等。Zigbee技术的传输距离范围主要根据功率输出和环境特性从10 - 100米不等。

什么是ZigBee技术？

ZigBee通bob的是什么网站信专门用于无线个人区域网络（WPANS）上的IEEE 802.15.4标准的控制和传感器网络，它是来自ZigBee Alliance的产品。这bob的是什么网站通信标准定义物理和媒体访问控制（MAC）层以处理低数据速率的许多设备。这些Zigbee的WPAN在868 MHz，902-928MHz和2.4 GHz频率下运行。250 kbps的数据速率最适合定期的，以及传感器和控制器之间的数据的中间双向传输。

Zigbee是一种低成本、低功耗的网状网络，广泛应用于控制和监控应用，覆盖范围为10-100米。该通信系统bob的是什么网站比其他专用短程通信系统更便宜、更简单无线传感器网络如蓝牙h和wi - fi。

Zigbee支持不同的网络配置，用于主、主、从通信。bob的是什么网站而且，它可以在不同的模式下运行，从而节省电池电量。Zigbee网络可通过使用路由器进行扩展，并允许多个节点相互互连，从而构建更广泛的区域网络。

Zigbee技术的历史

1990年，实现了自组织自组织的数字无线网络。像IEEE 802.15.4-2003这样的Zigbee规范在2004年12月14日被批准。Zigbee联盟在2005年6月13日宣布了1.0规范，称为Zigbee 2004规范。

集群图书馆

在2006年9月，Zigbee 2006规范通过取代2004堆栈宣布。因此，这个规范主要是通过一个集群库来替代键-值的对结构以及在2004堆栈中使用的消息。

库包括一组一致的命令，计划在名为Clusters的组下面，其中名称如家庭自动化，ZigBee的智能能量和光线。2017年，图书馆由Zigbee Alliance更名为Dotdot并宣布为新的协议。因此，此DotDoT已为大约所有ZigBee设备工作为默认应用层。

无线个域网专业

在2007年，像Zigbee 2007一样的Zigbee Pro完成了。它是一种运行在传统Zigbee网络上的设备。由于路由选项之间的差异，这些设备在传统Zigbee网络上应该变成非路由zed或Zigbee终端设备(zed)。传统的Zigbee设备必须在Zigbee Pro网络上变成Zigbee终端设备。它的功能通过2.4 GHz的ISM频带，以及包括sub-GHz频带。

Zigbee技术如何工作？

Zigbee技术通过允许不同的设备相互通信来与数字无线电合作。在这个网络中使用的设备有路由器、协调器和终端设备。这些设备的主要功能是将指令和消息从协调器传递到单端设备(如灯泡)。

在这种网络中，协调器是最基本的设备，它位于系统的原点。对于每个网络，只有一个协调器，用于执行不同的任务。他们选择一个合适的信道来扫描信道，并通过最小的干扰来找到最合适的信道，为网络中的每个设备分配一个专有的ID和地址，以便消息或指令可以在网络中传输。

路由器在协调器中排列以及终端设备，这些设备对于各种节点之间的消息路由负责。路由器从协调器获取邮件并存储它们，直到其最终设备处于某种情况以获取它们。这些也可以允许其他终端设备以及路由器连接网络;

在该网络中，通过与基于ZigBee网络类型的协调器（如ZigBee网络类型）与父节点通信，可以通过结束设备控制小信息。最终设备不会直接相互互相交流。首先，所有流量都可以向父节点路由，如路由器，该路由器保持此数据，直到设备的接收端处于某种情况，以便通过意识到。结束设备用于请求从父级等待的任何消息。

无线个域网架构

Zigbee系统结构由Zigbee协调器、路由器和终端设备三种不同类型的设备组成。每个Zigbee网络必须包含至少一个协调器，作为网络的根和桥接器。在执行接收和发送数据操作时，协调器负责处理和存储信息。

ZigBee路由器充当中间设备，允许数据传递到其他设备。终端设备的功能有限，可以与父节点通信，以便如图所示保存电池电量。路由器，协调器和终端设备的数量取决于星形，树和网状网络等网络的类型。

Zigbee协议体系结构由栈的各个层组成IEEE 802.15.4通过物理和MAC层定义，而通过累积ZigBee自己的网络和应用程序层来完成此协议。

物理层：该层在发送和接收信号时进行调制和解调操作。下面给出了该层的频率，数据速率和许多通道。

MAC层:这一层通过使用载波感知多访问冲突避免(carrier sense multiple access collision avoidance, CSMA)协议访问不同的网络，负责数据的可靠传输。这也传送信标帧用于同步通信。bob的是什么网站

网络层:这一层负责所有与网络相关的操作，如网络设置、终端设备连接和断开网络、路由、设备配置等。

应用支持子层:这一层使Zigbee设备对象和应用程序对象所需的服务能够与网络层进行接口，以实现数据管理服务。这一层负责根据两个设备的服务和需求匹配它们。

应用程序框架:提供键值对和通用消息服务两种类型的数据服务。通用消息是开发人员定义的结构，而键值对用于获取应用程序对象中的属性。ZDO提供了Zigbee设备中应用程序对象和APS层之间的接口。它负责检测、发起和将其他设备绑定到网络上。

Zigbee工作模式及其拓扑

ZigBee双向数据以两种模式传输：非标信标模式和信标模式。在信标模式下，协调器和路由器连续监控输入数据的活动状态，因此消耗了更多的功率。在此模式下，路由器和协调器不会睡眠，因为任何时候任何节点都可以唤醒并通信。

但由于网络中大部分设备长时间处于非活动状态，因此需要更多的电力供应，总体功耗较低。在信标模式下，当终端设备没有数据通信时，路由器和协调器进入休眠状态。bob的是什么网站这个协调器定期醒来并将信标发送到网络中的路由器。

这些信标网络是在时隙工作的，这意味着，它们在通信需要时工作，从而降低占空比和更长的电池使用时间。bob的是什么网站Zigbee的这些信标和非信标模式可以管理周期性(传感器数据)、间歇(灯开关)和重复数据类型。

无线个域网拓扑结构

Zigbee支持多种网络拓扑;然而，最常用的配置是星型、网状和集群树拓扑。任何拓扑都由一个或多个协调器组成。在星型拓扑中，网络由一个协调器组成，它负责发起和管理网络上的设备。所有其他设备被称为直接与协调器通信的终端设备。

这用于需要所有端点设备的行业与中央控制器通信，这种拓扑很简单易于部署。在网格和树拓扑中，ZigBee网络与多个路由器扩展，其中协调员负责盯着它们。这些结构允许任何设备与任何其他相邻节点通信，以向数据提供冗余。

如果任何节点发生故障，则这些拓扑结构将自动路由到其他设备。由于冗余是行业的主要因素，因此主要使用网格拓扑。在群集树网络中，每个群集由具有叶节点的协调器组成，这些协调器连接到启动整个网络的父协调器。

由于无线个域网技术的优点像低成本和低功耗操作模式及其拓扑结构,这种短程通信技术最适合于多个应用程序和其他专有通讯相比,如蓝牙、wi - fi、等一些比较一系列无线个域网等标准,等等,下面给出。bob的是什么网站

为什么Zigbee的数据率低?

我们知道，市场上有不同类型的无线技术，如蓝牙和WiFi，提供高速数据。但是，Zigbee的数据速率较低，因为Zigbee开发背后的主要目的是利用它进行无线控制和监控。

在这些应用程序中使用的数据量和通信频率都非常低。bob的是什么网站虽然像ieee802.15.4这样的网络有可能获得高的数据速率，但是Zigbee技术是基于ieee802.15.4网络的。

物联网中的Zigbee技术

我们知道Zigbee是一种类似于蓝牙和WiFi的通信技术，但是也有很多bob的是什么网站新的正在崛起的网络替代品，比如Thread，它是家庭自动化应用的一个选择。在主要城市中，空白技术用于基于物联网的更广泛的区域用例。

ZigBee是一种低功耗无线局域网(WLAN)规范。通过频繁连接的设备关闭电池，它可以使用更少的电力提供更少的数据。因此，开放标准已经通过M2M(机器对机器)通信以及工业物联网(internet of things)连接起来。bob的是什么网站

Zigbee已成为全球公认的物联网协议。它已经在与蓝牙、WiFi和Thread竞争。

ZigBee设备

IEEE 802.15.4 Zigbee的规范主要包括全功能设备(FFD)和简化功能设备(RFD)两种设备。FFD设备执行规范中解释的不同任务&它可以采用网络中的任何任务。

RFD设备具有部分功能，因此它执行有限的任务，此设备可以与网络内的任何设备相反。它必须采取行动并在网络中注重关注。RFD设备可以简单地与FFD设备相反，它用于简单的应用程序，例如通过激活和取消激活它来控制交换机。

在IEEE 802.15.4 n / w中，ZigBee设备播放了三种不同的角色，如协调器，PAN协调器和设备。这里，FFD设备是协调器以及PAN协调器，而该设备是RFD / FFD设备。

协调器的主要功能用于中继消息。在个人区域网络中，PAN控制器是必不可少的控制器，并且可以称为设备不是协调器的设备。
ZigBee标准可以根据ZigBee设备，PAN协调器，协调器和ZigBee的标准规范创建三个协议设备，如下面讨论的协调器，路由器和终端设备。

无线个域网协调人

在FFD设备中，PAN Coordinator是用来组成网络的。一旦网络建立起来，它就为网络中使用的设备分配网络地址。而且，它在终端设备之间路由消息。

无线个域网路由器

ZigBee路由器是允许ZigBee网络的范围的FFD设备。此路由器用于向网络添加更多设备。有时，它充当ZigBee终端设备。

ZigBee终端设备

这既不是一个路由器，也不是一个协调器接口到传感器，否则执行一个控制操作。基于应用程序，它可以是RFD或FFD。

为什么ZigBee比WiFi更好?

在ZigBee中，与WiFi相比，数据传输速度较少，因此它的最高速度仅仅是250kbps。与WiFi的速度较少相比，它非常少。

Zigbee的另一个最好的品质是功率利用率以及电池的寿命。它的协议可以持续几个月，因为一旦组装好，我们就可以忘记。

哪些设备使用ZigBee?

以下设备列表支持ZigBee协议。

• Belkin WeMo
• 三星SmartThings
• 耶鲁智能锁
• 飞利浦色调
• 恒温器从霍尼韦尔
• 宜家Tradfri
• 博世安防系统
• 三星康卡斯特Xfinity Box
• 蜂巢活跃的暖气和配件
• 亚马逊回声+
• 亚马逊回声显示

与单独连接每个Zigbee设备不同，需要一个中央集线器来控制所有设备。上述设备SmartThings和Amazon Echo Plus也可以作为Wink集线器，在网络中发挥重要作用。中心集线器将扫描网络中所有支持的设备，并为您提供一个中央应用程序对上述设备的简单控制。

ZigBee和蓝牙有什么区别？

下面讨论Zigbee和蓝牙的区别。

蓝牙	Zigbee.
从2.4 GHz - 2.483 GHz的蓝牙范围的频率范围	Zigbee的频率范围为2.4 GHz
它有79个射频频道	它有16个射频频道
蓝牙中使用的调制技术是GFSK	Zigbee使用不同的调制技术，如BPSK、QPSK和GFSK。
蓝牙包括8个单元节点	ZigBee包括高于6500个单元节点
蓝牙使用IEEE 802.15.1规范	Zigbee采用IEEE 802.15.4规范
蓝牙覆盖无线电信号的距离可达10米	Zigbee覆盖的无线电信号最远可达100米
蓝牙接入网络需要3秒	Zigbee加入网络需要3秒
基于无线电类的蓝牙网络范围为1-100米。	Zigbee的网络范围可达70米
蓝牙的协议栈大小为250kbytes	Zigbee的协议栈大小为28kbytes
TX天线的高度为6米，而RX天线是1计	TX天线的高度为6米，而RX天线是1计
蓝牙使用可充电电池	Zigbee不使用可充电电池
蓝牙需要更少的带宽	与蓝牙相比，它需要更高的带宽
蓝牙的传输功率为4dbm	ZigBee的TX力量是18 dBm
蓝牙的频率为2400 MHz	ZigBee的频率为2400 MHz
蓝牙的Tx天线增益为0dB, RX天线增益为-6dB	Zigbee的Tx天线增益为0dB, RX天线增益为-6dB
敏感度为-93 dB	敏感度为-102 dB
蓝牙的余量是20db	zigbee的裕度为20 dB
蓝牙范围是77米	Zigbee的射程是291米

Lora和Zigbee有什么区别？

Lora和Zigbee之间的主要区别在下面讨论。

洛拉	Zigbee.
LoRa的频段范围为863 ~ 870 MHz、902 ~ 928 MHz和779 ~ 787 MHz	Zigbee的频段有868MHz、915 MHz、2450 MHz
洛拉覆盖了城市地区的距离，如2到5kms，而在农村地区15kms	Zigbee可以覆盖10-100米的距离
与ZigBee相比，Lora的电力利用率低	电力利用率低
LORA中使用的调制技术是FSK，否则GFSK	Zigbee采用的调制技术是OQPSK和BPSK，采用DSSS方法将比特转换为芯片。
LORA的数据速率为LORA调制和100kbps的0.3至22kbps，适用于GFSK	Zigbee的数据速率868频带为20 kbps, 915频带为40Kbps, 2450频带为250kbps)
LORA的网络架构包括服务器，LORA网关和结束设备。	Zigbee路由器、协调器和终端设备的网络结构。
LoRa的协议栈包括PHY、RF、MAC和应用层	ZigBee的协议栈包括PHY，RF，MAC，网络安全和应用层。
LORA的物理层主要使用调制系统，包括纠错能力。它包括用于同步和使用整个帧CRC和PHY标题CRC的前导码。	Zigbee包括868/915 Mhz和2450 Mhz两个物理层。
LoRa被用作广域网	Zigbee的使用类似于LR-WPAN(低速率无线个人局域网)
它采用IEEE 802.15.4g标准，联盟是LoRa	Zigbee采用IEEE 802.15.4规范和Zigbee联盟

ZigBee技术优缺点

ZigBee的优点包括以下内容。

• 该网络具有灵活的网络结构
• 电池寿命很好。
• 耗电少
• 修复起来很简单。
• 它支持大约6500个节点。
• 更少的成本。
• 它具有自愈性，也更可靠。
• 网络设置非常容易，也很简单。
• 负载均匀分布在网络上，因为它不包括中央控制器
• 家用电器的监控和控制是非常简单的使用远程
• 网络是可扩展的，它很容易添加/远程ZigBee终端设备到网络。

Zigbee的缺点如下。

• 它需要系统信息来为用户控制基于Zigbee的设备。
• 与WiFi相比，它不安全。
• 一旦在基于ZigBee的家用电器内发生任何问题，替代成本高
• ZigBee的传输速率较少
• 它不包括几个终端设备。
• 对于官方私人信息来说，它非常危险。
• 由于覆盖范围小，不作为户外无线通信系统使用。bob的是什么网站
• 与其他类型的无线系统类似，ZigBee通信系统容易受到未授权人员的干扰。bob的是什么网站

Zigbee技术的应用

ZigBee技术的应用包括以下内容。

工业自动化:在制造和生产行业中，通信链路不断监控各种参数和关键设备。bob的是什么网站因此，ZigBee显着降低了这种通信成本，并优化了控制过程以获得更高的可靠性。bob的是什么网站

家庭自动化:Zigbee非常适合远程控制家用电器作为照明系统控制，设备控制，加热和冷却系统控制，安全设备操作和控制，监控等。

智能计量:ZigBee在智能计量中的远程操作包括能量消耗响应，定价支持，安全性盗窃等。

智能电网监控:这一智能电网中的Zigbee操作涉及远程温度监测，故障定位，无功电源管理等。

ZigBee技术用于构建无线指纹考勤系统和家庭自动化等工程项目。

本文将简要介绍Zigbee技术的架构、操作模式、配置和应用程序。希望我们已经给了你足够的内容，让你更好地理解它。因此，这是关于Zigbee技术的概述，它是基于IEEE 802.15.4网络。这项技术的设计非常强大，所以它可以在各种环境下运行。

它提供了不同环境的灵活性以及安全性。ZigBee技术在市场上获得了如此多的普及，因为它通过使网络能够控制广泛的区域来提供一致的网状网络，并且它还提供低功耗通信。bob的是什么网站所以这是一个完美的物联网技术。以下是您的问题，市场上有哪些不同的无线通信技术？bob的是什么网站有关进一步的帮助和技术援助，您可以通过以下评论联系我们。