作为当前唯一的面向无线传感器网络的技术标准,Zigbee的目标是建立一个“无所不在的传感器网络”(Ubiquitous Sensor Network)。
尽管在无线网络方面,同时存在着其他几种无线网络技术,比如802.11b,Bluetooth,UWB,RFID,IrDA,可视光通信等等,但是Zigbee技术仍然以其独有的特性,在众多的无线网络技术中熠熠闪光。
1.Zigbee技术简介
Zigbee技术最初是由13家通信及传感器领域的知名厂商于2004年底共同发起制定的。同时成立了Zigbee联盟以避免标准混乱带来的内部争斗。
Zigbee技术是基于IEEE802.15.4底层协议的网络通信标准,工作在工业开放频段(ISM)上。
相对于以往的无线通信网络技术,Zigbee具有如下特点:
- 低速率(20-250Kbps)
- 近距离(10-300m)
- 低功耗(工作状态60mw以内)
- 低复杂度
- 低成本
在其他无线通信技术不断追求高速率远距离的今天,Zigbee却反其道而行之,向着低速率近距离的方向迈进,其目的就是为了大幅降低无线终端的成本及功耗。因为只有这样,才能实现其“无所不在”的目的。
Zigbee技术对传感器有着很好的支持,可以在单芯片内实现传感器数据的采集、处理、传输。以往,即使是为了采集传输门窗关闭状态这样的简单信号,最起码也需要一个8位单片机外加无线传输模块来搭建一个最小系统。而在今天,内藏CPU的Zigbee芯片可以使这些东西都集中在单个芯片内。不仅如此,像嵌入式操作系统、TCP/IP协议栈以及功能多样的应用程序,以及面向传感器领域的多通道AD/DA转换器、多种外围接口等等都可以集成在内。
低功耗是Zigbee技术最具优势的地方。在通信状态,Zigbee终端耗电在几十mW左右,在省电模式下,耗电仅仅几十uW,一节干电池可以工作几个月到1年。
基于以上优势,Zigbee不仅向终端消费者提供了价格低廉、操作简单的Zigbee产品,同时也为产品开发商提供了低开发成本、高开发效率的一站式解决方案。
ZigBee与Bluetooth,UWB之间的技术参数比较,可以参见下表。
可以看见,在面向价格及功耗敏感而速率要求不高的通信网络终端方面,Zigbee技术具有自己独到的优势。
2.Zigbee的应用
Zigbee技术主要应用在短距离无线网络通信方面。不远的将来,在很多领域里都可以看到Zigbee的身影:
智能家庭
尽管智能家庭的概念已经提出很多年了,但是由于相应的通信技术及应用方面的发展速度缓慢,智能家庭一直没有走向实用化。随着Zigbee技术的出现,使得智能家庭可能在未来的2到3年内走入人们的生活中。 通过Zigbee网络,我们可以远程控制家里的电器、门窗等。下班前可以在路上就打开家里的空调;下雨的时候可以远程关闭门窗;家中有非法入侵时可以及时得到通知;方便的采集水电煤气的使用量;通过一个Zigbee遥控器,控制所有的家电设备……
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