基于ZigBee的网状网技术优势和缺点如表2所示。低功耗、电池寿命长,这一点对ZigBee作为网状网技术特别是用在工业控制领域至关重要。ZigBee的待机功耗比蓝牙还要低1~2个数量级(ZigBee为3~40μA),例如:一个安全网络系统,采用飞思卡尔ZigBee技术,其传感器由两节AA电池供电,电池的电量可以供应9.8年,采用蓝牙方案,电池的使用寿命为100天。
二是组网成本低,容易被市场接受。因为ZigBee数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本;积极投入ZigBee开发的摩托罗拉以及飞利浦,均已在2003年正式推出芯片,飞利浦预估,应用于主机端的芯片成本和其它终端产品的成本比蓝牙(蓝牙芯片价格在几美元左右)更具价格竞争力。
三是网络容量大。每个ZigBee网络最多可支持255个设备,也就是说每ZigBee 设备可以另外254台设备相连接。工作频段灵活,使用的频段分别为2.4GHz、868、MHz(欧洲)及915MHz(美国),它们均为免执照频段。
基于ZigBee的网状网的缺点在于它只适合数据传输较低的如控制等方面的应用,而不适合传输大量视频数据。
基于ZigBee的网状网由于其功耗低,容量大,成本低,特别适合需要感应式网络,提供感应辨识、灯光与安全控制等功能的工业控制领域的应用。此外,家庭控制领域基于ZigBee的网状网无须电缆连接和直视,在未来的家庭中,几乎所有的电器都嵌入了相应的芯片而形成了网络,像空调系统的温度控制器,灯光、窗帘的自动控制,老人与行动不便者的紧急呼叫器,电视与音响的万用遥控器,烟雾侦测器等这些应用,都非常需要和适合采用这种低成本、低速率、低功耗的无线传输技术,市场研究机构VDC发表的报告指出,预计无线网状网络将在工业监控和控制应用中获得重大发展,VDC推测,2007年北美采用网状网络的无线产品的出货将从2004年的610万美元上升到2510万美元,复合年增长率为60.2%,工控应用中无线网状网有极大发展前途。
3.基于UWB的网状网技术
超宽带技术UWB是一种无载波通信技术,它不采用正弦载波,而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,又称脉冲无线技术,出现于60年代。它占有的频谱范围很宽,其中心频率大于500MHz,相对带宽(信号带宽与中心频率之比)大于25%。按照FCC的规定,从3.1GHz到10.6GHz之间的7.5GHz的带宽频率为UWB所使用的频率范围。超宽带系统有别于传统的通信系统。一般的通信系统是通过发送射频载波进行信号调制,而UWB是利用起、落点的时域脉冲(几十纳秒)直接实现调制,超宽带的传输把调制信息过程放在一个非常宽的频带上进行,而且以这一过程中所持续的时间,来决定带宽所占据的频率范围。
UWB技术的特点决定了整个网络的功耗可以很低。UWB技术使用间歇的脉冲来发送数据,脉冲持续时间很短,一般在0.20~1.5ns之间,有很低的占空因数,系统耗电可以做到很低,在调整通信时系统的耗电量仅为几百微瓦~几十毫瓦。民用的UWB设备功率一般是传统移动电话所需功率的1/100左右,是蓝牙设备所需功率的1/20左右。军用的UWB电台耗电也很低。因此,基于UWB的网状网,相对于其他无线网状网在功耗上有着很大的优越性。
基于UWB技术的网状网成本很低。由于UWB本身的技术特点,即UWB不使用载波,它通过发送纳秒级脉冲来传输数据信号。UWB发射器直接用脉冲小型激励天线,不需要传统收发器所需要的上变频,从而不需要用放大器与混频器,因此,UWB允许采用费用非常低廉的宽带发射器。同时在接收端,UWB接收机也有别于传统的接收机,不需要中频处理,因此,UWB收发系统结构实现比较简单,整个网络成本可以很低。
网络数据传输速率高,系统总容量大。民用商品中,一般要求UWB信号的传输范围为10m以内,其传输速率可达500Mbit/s,UWB以非常宽的频率带宽来换取调整的数据传输,并且不单独占用现在已经拥挤不堪的频率资源,而是共享其他无线技术使用的频带。
超宽带无线电具有极强的穿透能力,冲激脉冲具有很高的定位精度,采用超宽带无线电通信,很容易将定位与通信合一,因此特别适合于家庭不同房间、企业不同部门间建立无线网状网。
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