一文读懂ZigBee技术的起源、发展与原理

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当今世界通信技术迅猛发展,随着Internet的迅速发展和个人对数据通信需求的快速增长,全球通信产业技术的发展呈现三大趋势:无线化、宽带化和IP化。互联网业务的发展推动了市场对宽带网络的需求,宽带用户数量在全球呈现出非常强势的增长态势。在众多的宽带技术中,无线技术尤其是移动通信技术成为近年来通信技术市场的最大亮点,是构成未来通信技术的重要组成部分。

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Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、高数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。

ZigBee技术的起源与发展

在介绍ZigBee之前,要先提一下他的前辈——蓝牙,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,家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言,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,对无线数据通信的需求越来越强烈,而且,对于工业现场,这种无线数据传输必需是高可靠的,并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。因此,经过人们的长期努力, Zigbee协议在2003年于美国正式问世了。

Zigbee的前身是1998年由 INTEL、lBM等产业巨头发起的“ Homerflite”技术

2000年12月成立了工作小组起草EEE802.154标准, Zigbee联盟成立于2001年8月

2002年下半年,英国 vensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司四大巨头共同宣布加盟“ Zigbee联盟”,以研发名为“ Zigbee”的下一代无线通信标准,这事件成为该项技术发展过程中的里程碑。

2004年12月 Zigbee10标准(又称为 Zigbee2004)敲定,这使得 Zigbee有了自己的发展基本标准。

2005年9月公布 Zig bee1.0标准并提供下载。在这一年里,华为技术有限公司和BM公司加入了 Zigbee联盟。但是基于该版本的应用很少,与后面的版本也不兼容。

2006年12月进行标准修订,推出 Zigbee1.1版(又称为 Zigbee2006)。该协议虽然命名为 Zigbee1.1,但是与 Zigbee10版是不兼容的

2007年10月完成再次修订(称为 Zigbee2007/PRO)。能够兼容之前的 Zigbee2006版本,并且加入了 Zibgeepro部分,此时 Zig beel联盟更加专注于以下三个方面:家庭自动化、建筑商业大楼自动化、先进抄表基础建设。

ZigBee的技术原理

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。

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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"却不到1000元人民币;每个ZigBee 网络节点不仅本身可以与监控对对象,例如传感器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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