ZigBee标准及其进展
ZigBee技术发展及其特点
第2章 ZigBee技术及协议分析ZigBee技术的发展及其特点]1[长期以来,低成本、短距离、低传输率、低功率的无线通讯市场一直存在着。
蓝牙(Bluetooth)技术的出现曾让玩具制造商、家庭自动化控制以及工业控制等业界从业者兴奋不已,尽管蓝牙技术有很多优点,但是高昂的价格和其存在的技术缺陷严重影响了这些厂商的使用意愿。
对于工业控制、家庭自动化控制等领域而言,蓝牙技术过于复杂、功耗过大、距离近、组网规模达不到应用要求等,而工业自动化等领域对无线通信的需求越来越大。
因此,经过人们的努力,于2004年正式推出了ZigBee协议规范。
“HomeRF Lite”2004年(又称ZigBee2004)诞生,它是ZigBee的第一个规范,这使得ZigBee有了自己的发展基本标准。
但是由于推出仓促存在很多不完善的地方,因此在2006年进行了标准的修订,推出了(又称ZigBee2006),但是该协议与是不兼容的。
相较于做了很多修改,但是仍无法达到最初的设想,于是在2007年再次修订(称为ZigBee2007/PRO),能够兼容之前的ZigBee2006,并且加入了ZigBee PRO部分,此时ZigBee联盟更专注于以下三种应用类型的拓展:家庭自动化(HA)、建筑/商业大楼自动化(BA)以及先进抄表基础建设(AMI)。
随着ZigBee标准的完善以及各软件以及硬件厂商的不断努力,用于ZigBee开发的软硬件正趋于完善,ZigBee技术的实用化不断推进,其使用领域不断拓展。
使ZigBee 技术在2004年就被列为当今世界发展最快、市场前景最广阔的十大高新技术之一。
ZigBee技术有以下几个方面的特点:(1)短时延。
通信时延以及休眠状态激活时延都很短,通常在15ms至30ms间。
(2)高可靠性。
采用了CSMA/CA(碰撞避免)机制,而且为需要固定带宽的通信业务预留了专用的时隙,从而避免了发送数据时可能出现的竞争和冲突;节点模块间有自动动态组网功能,信息在整个ZigBee网络中是通过自动路由方式传输的,这样可以保证信息的可靠传输。
Zigbee无线通信研究背景及技术现状
Zigbee无线通信研究背景及技术现状Zigbee无线通信研究背景及技术现状 1研究背景...................................................................... (1)2 ZigBee技术研究现状 ..................................................................... . (2)1研究背景如今,近距离无线通讯技术在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。
蓝牙(Bluetooth),ZigBee,Wi-Fi,无线USB等竞争激烈,各有千秋。
但随着通讯设备的复杂度,功耗以及系统成本的增加,相对于其他无线通讯技术,ZigBee的低成本,低功耗等诸多优势在其激烈的竞争中脱颖而出。
ZigBee一词源自蜜蜂群发现花粉位置时,通过跳ZigZag舞蹈来告知同伴,达到交换信息的目的。
可以说是小动物通过简捷的方式实现“无线”通讯。
人们借此称呼一种专注于低功耗,低成本,低复杂度,低速率的近程无线通讯技术。
这种低速率无线通讯技术更贴近人们的日常生活,可以满足工业、家居、医学等用途的低成本和低功耗需求。
信息化时代的到来,人们对网络通信技术的要求越来越高。
传统的数字化设备的有线连接给人们的灵便生活带来诸多不便。
发展无限网络技术,将设备从有线连接的束缚中解脱出来,方便人们的使用,已经成为一种趋势,将无线技术运用到智能车设计中,从而使汽车轻松实现无线数据传输、语言通讯、目标跟踪、自动报警等功能已经是必然的趋势,但传统的无线技术大多成本高、结构复杂,不利于无线技术的推广。
近几年来,一些公司和标准化组织就开始在探寻在不同领域的无线网络连接技术。
并且开发出一系列技术标准。
如红外、蓝牙(Bluetooth)、Wi-Fi(IEEE 802.11b)、家用射频等。
无线传感器网络技术的研究热潮掀起了一场后PC时代的革命。
zigbee协议规范及时间
zigbee协议规范及时间Zigbee协议规范及应用前景概述:Zigbee是一种无线通信协议,旨在实现低功耗、低带宽、低成本的无线传感器和控制网络。
其特点是简单、灵活、可靠,适用于各种物联网场景。
本文将介绍Zigbee协议的规范以及其在不同领域的应用前景。
一、Zigbee协议规范1. Zigbee协议栈Zigbee协议栈包括物理层、MAC层、网络层、应用层等。
物理层负责无线信号的传输和接收,MAC层提供无线电资源的管理,网络层处理路由和网络拓扑,应用层用于支持各种应用。
Zigbee协议栈灵活可配置,使其适用于各种不同的应用场景。
2. Zigbee网络拓扑Zigbee支持多种网络拓扑结构,包括星型、网状和混合型。
星型拓扑适用于点对点通信,网状拓扑适用于多节点之间的通信,混合型拓扑则是两者的结合。
Zigbee的网络拓扑结构灵活,可以根据实际需求来选择。
3. Zigbee安全性Zigbee协议提供了多层次的安全措施,包括加密通信、身份验证和密钥管理。
通过这些安全措施,Zigbee网络可以有效地防止未经授权的访问和信息泄露,提供了可靠的数据保护。
二、Zigbee在家居自动化中的应用1. 智能家居Zigbee作为智能家居的重要组成部分,在家庭中的应用前景广阔。
通过Zigbee协议,各种智能设备(如智能灯泡、智能门锁、温度传感器等)可以互联互通,并通过无线网络进行远程控制和监控。
智能家居带来了更加智能、便捷和舒适的生活体验。
2. 能源管理Zigbee协议在能源管理领域也有广泛的应用。
通过Zigbee无线传感器,可以实现对能源的实时监测和控制,提高能源利用效率。
同时,Zigbee还可以实现对能源设备的自动化控制,如智能电表的远程抄表和调控。
三、Zigbee在工业自动化中的应用1. 物联网工业控制Zigbee协议在工业自动化中发挥着重要的作用。
通过Zigbee无线传感器网络,可以实现对工业生产过程的实时监测和控制。
zigbee发展现状
zigbee发展现状Zigbee是一种低功耗、短距离无线通信技术,广泛应用于物联网领域。
它的发展现状可以从标准化、市场应用和技术进展三个方面来看。
首先,Zigbee的发展得益于标准化的推动。
Zigbee联盟是该技术的标准化组织,成立于2002年。
联盟不仅致力于推动Zigbee标准的制定,还通过认证计划来保证设备的互操作性。
截至目前,Zigbee标准已经经历了多个版本的更新和升级,不断提升了其性能和功能,使其成为物联网领域的重要通信标准之一。
其次,Zigbee在市场上的应用也日益广泛。
它被广泛应用于家庭自动化、智能建筑、智能电网、智能医疗等领域。
在家庭自动化方面,Zigbee可以连接和控制家庭中的各种设备,如照明、智能门锁、智能家电等,实现智能化的家居生活。
在智能建筑领域,Zigbee可以用于建筑设备的监控和控制,提高建筑的能源利用效率和节能减排。
在智能电网方面,Zigbee可以用于智能电表的读取和电网设备的远程监控,实现电网的智能管理。
在智能医疗领域,Zigbee可以用于医疗设备的数据传输和远程监护,提高医疗服务的质量和效率。
最后,Zigbee在技术上也在不断进展。
尽管Zigbee的通信距离相对较短,但它具有低功耗、低成本、低复杂度等优点,适用于大规模的物联网应用。
近年来,Zigbee联盟推出了Zigbee 3.0版本,将传统的Zigbee、Zigbee RF4CE和Zigbee Green Power等不同类型的设备整合到一个标准框架中,提高了设备的互操作性和兼容性。
同时,Zigbee联盟还在不断研究和开发新的技术,如Zigbee PRO、Zigbee IP等,进一步拓展了Zigbee在物联网领域的应用范围。
总体而言,Zigbee作为一种低功耗、短距离无线通信技术,在物联网领域的发展前景广阔。
随着标准化的推动、市场需求的增加和技术的不断进步,相信Zigbee在物联网领域会有更加广泛和深入的应用。
zigbee协议发展现状及未来趋势分析
zigbee协议发展现状及未来趋势分析概述Zigbee协议是一种无线通信协议,它被设计用于低功耗、低数据率以及向导向的无线网络。
它在许多应用领域有着广泛的应用,包括智能家居、工业自动化、医疗保健等。
本文将分析Zigbee协议的发展现状,并展望未来的趋势。
一、发展现状1.1 标准化和推广2003年,Zigbee联盟成立并发布了Zigbee 1.0标准。
随着时间的推移,该协议得到了不断的改进和完善。
目前,Zigbee联盟已经发布了多个版本的协议标准,包括Zigbee 2.0、Zigbee 3.0等。
这些标准的发布使得Zigbee协议得到了更广泛的应用和推广。
1.2 应用领域Zigbee协议在智能家居、工业自动化、医疗保健等领域有着广泛的应用。
在智能家居领域,Zigbee协议被用来构建智能家居设备之间的无线连接,如智能灯泡、智能插座等。
在工业自动化领域,Zigbee协议被使用在传感器网络中,实现对工业设备进行监测和控制。
在医疗保健领域,Zigbee协议可以用于构建医疗设备之间的无线通信,如体温计、心率检测仪等。
1.3 优势和瓶颈Zigbee协议相比于其他无线通信协议具有一些优势。
首先,它低功耗,可长期使用电池供电。
其次,它的网络拓扑结构灵活,可以支持多种网络结构。
此外,Zigbee协议能够提供可靠的数据传输和安全的通信。
然而,Zigbee协议也存在一些瓶颈。
例如,传输速率相对较低,只适用于低数据率的应用。
此外,与其他无线技术相比,Zigbee网络的覆盖范围较窄。
二、未来趋势2.1 物联网的发展随着物联网的发展和应用的增加,对Zigbee协议的需求也将继续增加。
物联网需要大量的物联设备之间进行无线连接,并实现智能化和自动化的功能。
Zigbee协议作为一种低功耗的无线通信协议,与物联网需求高度契合,因此在未来将有更广泛的应用。
2.2 Zigbee3.0标准Zigbee 3.0标准是Zigbee协议的最新版本,它对之前的版本进行了整合和优化。
ZigBee技术发展
ZigBee技术发展长期以来,低价、低传输率、短距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。
自从Bluetooth出现以后,曾让工业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀跃不已,但是Bluetooth的售价一直居高不下,严重影响了这些厂商的使用意愿。
如今,这些业者都参加了IEEE802.15.4小组,负责制定ZigBee 的物理层和媒体介入控制层。
IEEE802.15.4规范是一种经济、高效、低数据速率(<250 kbps)、工作在2.4 GHz和868/928 MHz的无线技术,用于个人区域网和对等网状网络。
它是ZigBee应用层和网络层协议的基础。
ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。
主要用于近距离无线连接。
它依据802.15.4标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。
这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,所以它们的通信效率非常高。
一般而言,随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。
相对于现有的各种无线通信技术,ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术。
同时由于ZigBee技术的低数据速率和通信范围较小的特点,也决定了ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务。
所以ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。
二、IEEE 802.15.4和ZigBee介绍IEEE无线个人区域网(PAN)工作组的IEEE 802.15.4技术标准是ZigBee技术的基础。
802.15.4标准旨在为低能耗的简单设备提供有效覆盖范围在10米左右的低速连接,可广泛用于交互玩具、库存跟踪监测等消费与商业应用领域。
传感器网络是其主要市场对象。
2.1 802.15.4协议架构及其技术特点IEEE802.15.4满足国际标准组织(ISO)开放系统互连(OSI)参考模式。
zigbee发展现状
zigbee发展现状Zigbee是一种低功耗、低速率无线通信技术,用于物联网设备之间的通信。
它专注于短距离通信,并且可以在较长时间内使用一个小型电池。
在过去的几年中,Zigbee发展迅速,并逐渐成为物联网领域的主流通信技术之一。
它具有以下几个主要的发展趋势和现状:首先,Zigbee在家庭自动化领域得到了广泛应用。
越来越多的消费类电子产品和家居设备支持Zigbee通信,比如智能灯泡、智能插座、智能门锁等。
Zigbee技术使得这些设备可以方便地与用户的手机或智能家居控制中心相连,实现远程控制和自动化管理。
其次,在工业和商业领域,Zigbee正在被广泛应用于物流追踪、环境监测等领域。
Zigbee的低功耗特性使得它非常适合长期运行在没有外部电源的设备上,比如无人机、传感器网络等。
此外,Zigbee联盟致力于推动Zigbee技术的标准化和推广。
与其他通信技术相比,Zigbee的主要优势之一是它的互操作性。
不同厂商的设备可以通过Zigbee协议相互连接和通信,为用户提供更广泛的选择和兼容性。
然而,尽管Zigbee有许多优势和应用前景,但它仍面临一些挑战。
首先是与其他无线通信技术的竞争。
目前市场上有许多物联网通信技术可供选择,如Wi-Fi、蓝牙和Z-Wave等。
这些技术也在不断发展和改进,与Zigbee竞争激烈。
其次,安全性和隐私问题仍然是Zigbee所面临的重要挑战。
由于物联网设备涉及到用户的个人信息和隐私,确保通信的安全性和数据的保护非常重要。
Zigbee联盟正在努力提高Zigbee的安全性标准,以保护用户的利益。
综上所述,Zigbee作为一种低功耗、低速率无线通信技术,在物联网领域有着广阔的应用前景。
通过不断创新和改进,Zigbee有望在未来推动物联网发展,实现更智能、便捷的生活和工作方式。
zigbee技术标准
zigbee技术标准Zigbee技术标准。
Zigbee技术标准是一种基于IEEE 802.15.4标准的低功耗、低成本的无线个域网通信技术。
它主要应用于智能家居、工业自动化、物联网等领域,具有自组网、低功耗、低速率、低成本等特点。
Zigbee技术标准的出现,为各种应用场景提供了更加灵活、可靠的无线通信解决方案。
首先,Zigbee技术标准采用了自组网的特性,节点之间可以自主组网,不需要人工干预。
这使得在大规模传感器网络中,节点之间可以自由组网,灵活应对各种复杂环境。
其次,Zigbee技术标准具有低功耗的特点,节点可以长时间运行在电池供电的环境下,大大降低了维护成本。
另外,Zigbee技术标准支持多种网络拓扑结构,包括星型、网状、集群等,可以根据实际应用场景进行灵活选择,提高了网络的可靠性和稳定性。
Zigbee技术标准的应用场景非常广泛,其中智能家居是其中的一个重要领域。
通过Zigbee技术标准,各种家用电器可以实现互联互通,用户可以通过手机或者智能音箱实现对家庭设备的远程控制。
比如,用户可以通过手机App实现对家中灯光、空调、窗帘等设备的控制,实现智能化的家居生活。
同时,Zigbee技术标准还可以应用于工业自动化领域,实现设备之间的数据采集、监控、控制等功能,提高生产效率,降低生产成本。
除此之外,Zigbee技术标准还可以应用于物联网领域。
在物联网中,各种物联网设备可以通过Zigbee技术标准实现互联互通,实现设备之间的数据传输和信息交换。
通过Zigbee技术标准,可以构建起一个庞大的物联网生态系统,实现设备之间的智能互联,为人们的生活和工作带来更多的便利。
总的来说,Zigbee技术标准作为一种低功耗、低成本的无线个域网通信技术,具有自组网、低功耗、低速率、低成本等特点,适用于智能家居、工业自动化、物联网等领域。
它的出现,为各种应用场景提供了更加灵活、可靠的无线通信解决方案,将会在未来的发展中发挥越来越重要的作用。
ZigBee标准发展现况
ZigBee標準發展現況工研院經資中心ITIS計畫產業分析師許績偉(一) 標準制定:應用於低速短距無線傳輸環境的ZigBee技術,自1998年開始發展,最初由Honeywell等公司組成的ZigBee Alliance所主導,著重於低耗電、低成本、感應式網路等功能之發展,並於2001年向IEEE提案,正將ZigBee技術納入IEEE 802.15.4標準規範之中,自此,ZigBee逐漸成為產業共通的短距離無線通訊技術之一。
由於ZigBee已被納入IEEE 802.15.4標準中,因此在標準的制定上,則由IEEE與ZigBee Alliance共同合作。
例如,有關實體層(PHY)、媒體儲存控制層(MAC)、資料鏈結層(Data Link)等發展由IEEE所主導,而ZigBee Alliance 則負責制定邏輯網路、資料傳輸加密機制、各種應用所需之介面與軟體,以及各系統產品間的互通性規範。
除此之外,兩個組織也一直保持緊密的合作關係,以確保此一短距無線通訊標準得以臻至完善。
在標準制定的發展進程上,IEEE已於去年通過IEEE 802.15.4標準中有關實體層與媒體儲存控制層的標準草案,因此早在2003年年底,即有晶片設計業者發表適用於868MHz頻段的ZigBee晶片,預期其他晶片設計業者將於未來幾個月內陸續發表適用於其他ISM頻段且符合IEEE 802.15.4標準的ZigBee晶片。
不過由於ZigBee Alliance所負責與產品互通與否有重要關連的應用介面層部分,尚未制定完成,因此預估ZigBee產品達到商品化上市的時間點,最有可能於2004年第四季才正式展開,而大部分與家庭自動化有關的產品,則可能要等到2005年上半年才會開始進行銷售。
(二) 基本規格:就基本規格而言,ZigBee的接取方式採直序展頻(Direct Sequence Spread Spectrum)技術,可使用的頻段有三個,分別是2.4GHz的ISM頻段、歐洲的868MHz頻段,以及美國的915MHz頻段,而不同頻段可使用的通道分別是16、10、1個。
ZigBee技术发展及其特点
第2章 ZigBee技术及协议分析2.1 ZigBee技术的开展及其特点]1[长期以来,低本钱、短距离、低传输率、低功率的无线通讯市场一直存在着。
蓝牙〔Bluetooth〕技术的出现曾让玩具制造商、家庭自动化控制以及工业控制等业界从业者兴奋不已,尽管蓝牙技术有很多优点,但是高昂的价格和其存在的技术缺陷严重影响了这些厂商的使用意愿。
对于工业控制、家庭自动化控制等领域而言,蓝牙技术过于复杂、功耗过大、距离近、组网规模达不到应用要求等,而工业自动化等领域对无线通信的需求越来越大。
因此,经过人们的努力,于2004年正式推出了ZigBee协议规。
ZigBee的开展根底是IEEE802.15.4标准,它是一种新型的短距、低速、低功耗的无线通信技术,其前身是INTEL、IBM等产业巨头发起的"HomeRF Lite〞无线技术。
负责起草IEEE802.15.4标准的工作组于2000年成立,2002年美国摩托罗拉〔Motorola〕公司、荷兰菲利普斯〔Philips〕公司、英国Invensys公司、日本三菱电器公司等发起成立了ZigBee联盟,。
到目前为止,ZigBee联盟已有200多家成员企业,而且还在迅速壮大中。
这些企业包裹半导体生产商、IP效劳提供商以及消费类电子厂商等,而这些公司都参加了IEEE802.15.4工作组,为ZigBee物理和媒体控制层技术标准的建立做出了它们的奉献。
2004年ZigBee1.0〔又称ZigBee2004〕诞生,它是ZigBee的第一个规,这使得ZigBee有了自己的开展根本标准。
但是由于推出仓促存在很多不完善的地方,因此在2006年进展了标准的修订,推出了ZigBee1.1〔又称ZigBee2006〕,但是该协议与ZigBee1.0是不兼容的。
ZigBee1.1相较于ZigBee1.0做了很多修改,但是ZigBee1.1仍无法到达最初的设想,于是在2007年再次修订〔称为ZigBee2007/PRO〕,能够兼容之前的ZigBee2006,并且参加了ZigBee PRO局部,此时ZigBee联盟更专注于以下三种应用类型的拓展:家庭自动化〔HA〕、建筑/商业大楼自动化〔BA〕以及先进抄表根底建立〔AMI〕。
ZigBee简介
1.概述:ZigBee译为"紫蜂",它与蓝牙相类似,是一种新兴的短距离无线通信技术,用于传感控制应用(Sensor and Control)。
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。
ZigBee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。
2.ZigBee发展历程: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通信的需求越来越强烈。
2000年12月,IEEE成立了802.15.4工作组,制定了Zigbee的物理层(PHY)和MAC协议层。
2001年8月,ZigBee Alliance成立。
2002年下半年,英国Invensys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共同宣布加入ZigBee联盟,研发名为“ZigBee”的下一代无线通信标准,这一事件成为该技术发展过程中的里程碑。
2004年,ZigBee V1.0诞生。
它是Zigbee规范的第一个版本。
由于推出仓促,存在一些错误。
2006年,推出ZigBee 2006,比较完善。
2007年底,ZigBee PRO推出。
2009年3月,Zigbee RF4CE推出,具备更强的灵活性和远程控制能力。
2009年开始,Zigbee采用了IETF的IPv6 6Lowpan标准作为新一代智能电网Smart Energy(SEP 2.0)的标准,致力于形成全球统一的易于与互联网集成的网络,实现端到端的网络通信。
ZigBee联盟现有的理事公司包括BM Group,Ember公司,飞思卡尔半导体,Honeywell,三菱电机,摩托罗拉,飞利浦,三星电子,西门子,及德州仪器。
低功耗通信技术的研究进展
低功耗通信技术的研究进展在当今数字化和信息化高速发展的时代,通信技术的应用无处不在,从智能手机、物联网设备到智能家电和工业自动化系统等。
然而,随着这些设备数量的急剧增加以及对长时间运行和高效能的需求,低功耗通信技术成为了研究的焦点。
低功耗通信技术的重要性不言而喻。
对于许多依靠电池供电的设备,如无线传感器网络中的节点、可穿戴设备等,降低功耗意味着延长设备的使用寿命,减少频繁更换电池或充电的麻烦,从而降低维护成本,并提高设备的可靠性和稳定性。
在过去的几十年里,低功耗蓝牙(BLE)技术取得了显著的进展。
与传统蓝牙相比,BLE 大大降低了功耗。
它采用了短数据包传输、快速连接建立和低占空比的工作模式。
例如,在一些智能手环中,通过BLE 技术与手机进行连接,能够实时传输运动数据,而手环的电池续航却能达到数周甚至数月之久。
Zigbee 技术也是低功耗通信领域的重要一员。
它主要针对低数据速率、短距离和低功耗的应用场景,如智能家居中的照明控制、温度传感器等。
Zigbee 采用了网状网络拓扑结构,使得信号能够通过多个节点进行中继和转发,从而扩大了覆盖范围,同时降低了单个节点的发射功率和功耗。
除了上述两种常见的技术,窄带物联网(NBIoT)在低功耗通信方面也展现出了巨大的潜力。
NBIoT 基于蜂窝网络,具有广覆盖、大连接、低功耗和低成本的特点。
它适用于对功耗要求极高、数据传输量较小但需要长时间在线的设备,比如智能水表、智能燃气表等。
这些设备通常安装在难以维护的位置,长续航能力至关重要。
在硬件方面,低功耗通信芯片的设计不断创新。
采用先进的制程工艺,如更小的纳米级制造技术,能够降低芯片的静态功耗。
同时,优化电路设计,如采用低功耗的射频前端和高效的电源管理模块,也有助于进一步降低整体功耗。
在通信协议的优化上,研究人员也在不断努力。
通过动态调整传输功率、数据速率和工作周期等参数,根据实际的通信需求来平衡性能和功耗。
例如,在信号良好的情况下,可以降低发射功率,以节省能量;而在数据量较大时,可以适当提高数据速率,减少传输时间,从而降低功耗。
Zigbee技术简介和发展现状
ZigBee技術現狀
ZigBee芯片銷售市場數據
備註:以上數據來自國際電子商情網
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ZigBee的發展前景
ZigBee的前景主要包括: ◆家庭和楼孙网络:空调系统的温度控制、照明的 自动控制、窗帘的自动控制、煤气计量控制、家用电器 的远程控制等; ◆工业控制:各种监控器、传感器的自动化控制; ◆商业:智慧型标签等; ◆公共场所:烟雾探测器等; ◆农业控制:收集各种土壤信息和气候信息; ◆医疗:老人与行动不便者的紧急呼叫器和医疗传 感器等。
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附錄
2002年,zigbee Alliance成立.
2004年,zigbee V1.0诞生.它是zigbee的第一个规范.但 由于推出仓促,存在一些错误. 2006年,推出zigbee 2006,比较完善. 2007年底,zigbee 2007 被推出,也出现了一些新特性. Zigbee的底层技术基于 IEEE 802.15.4.
主要適合用于自動控制和遠程控制領域可以嵌入各種zigbeewifibluetoothnfc工作頻段868m915m24ghz24ghz24ghz1356mhz1100m150m110m120m頻寬kbps202501100072013560價位低功耗低容量大保密性好可有限點組網已廣泛使用可有限點組網隨插即用使用簡單方便数据传输速率低
工作頻段靈活: 使用頻段為2.4GHz、868MHz(歐洲)和915MHz(美國), 均為免執照(免費)的頻段
低功耗; 低成本; 較低的報文吞吐率; 要支援大型網路接點; 對通信服務品質QoS要求不高(甚至無QoS); 需要可選擇的安全等級(採用AES-128) ; 加密 報文的完整性 需要多方面的較複雜的網路拓撲結構應用; 要求高的網路自組織、自恢復能力。
ZigBee技术规格与测试方案之发展
ZigBee技术规格与测试方案之发展摘要本文首先介绍无线感测网路的特性与发展,接着说明相关的ZigBee/IEEE 802.15.4通讯协定,包含其硬体通讯晶片、软体协定堆叠、及开发辅助工具等。
之后,叙述并比较ZigBee 规格标准的进展,包含ZigBee-2004、ZigBee-2006、及ZigBee-Pro等,同时也提供IEEE 802.15.4标准的现况。
接下来,我们介绍ZigBee测试方案的内容,包括其平台相容性、产品认证、以及互通性测试等,借此提供有意参与ZigBee元件产品开发的厂商一个参考的方向。
关键词(Key Words)ZigBee规格(ZigBee Specificatio n)IEEE 802.15.4标准(IEEE 802.15.4 Standard)ZigBee相容平台(ZigBee Compliant Platforms)ZigBee 认证产品(ZigBee Certified Products)无线感测网路(Wire less Sensor Networks)1.前言2003 年美国MIT 技术评论(Technology Review)[1]认为,有十种新兴技术很快就可以改变计算、医疗、制造、运输与我们的能源基础设施。
其中位居榜首的,即是无线感测器网路(Wireless Sensor Networks;WSN)。
无线感测器网路是由一到数个无线资料收集器以及为数众多的感测器(sensors)所构成的网路系统,而元件之间的沟通则是采用无线的通讯方式。
为了达到大量布建的目的,无线感测网路必须具备低成本、低耗电、体积小、容易布建、有感应环境装置、可程式化、与可动态组成等特性。
在谈到无线感测网路的同时,其他常见的名词尚有遍布运算(Ubiquitous Computing)、普及运算(Pervasive Computing) 、环境智能(Ambient Intelligence)、以及情境感知(Context Awareness)等。
ZigBee的未来发展趋势
ZigBee的未来发展趋势首先介绍了Zigbee技术的概念、特点及协议框架,在此基础上探讨了ZigBee技术的应用,最后对其发展趋势做了展望。
关键词ZigBee技术IEEE802.15。
4 发展趋势1、简介ZigBee技术是一种应用于短距离范围内,低传输数据速率下的各种电子设备之间的无线通信技术。
ZigBee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式,蜜蜂通过跳ZigZag 形状的舞蹈来通知发现的新食物源的位置、距离和方向等信息,以此作为新一代无线通讯技术的名称。
ZigBee过去又称为“HomeRF Lite"、“RF-EasyLink”或“FireFly”无线电技术,目前统一称为ZigBee技术。
2、ZigBee技术的特点自从马可尼发明无线电以来,无线通信技术一直向着不断提高数据速率和传输距离的方向发展。
例如:广域网范围内的第三代移动通信网络(3G)目的在于提供多媒体无线服务,局域网范围内的标准从IEEE802。
11的1Mbit/s到IEEE802。
11g的54Mbit/s的数据速率。
而当前得到广泛研究的ZigBee技术则致力于提供一种廉价的固定、便携或者移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线通信技术。
这种无线通信技术具有如下特点:功耗低:工作模式情况下,ZigBee技术传输速率低,传输数据量很小,因此信号的收发时间很短,其次在非工作模式时,ZigBee节点处于休眠模式。
设备搜索时延一般为30ms,休眠激活时延为15ms,活动设备信道接入时延为15ms.由于工作时间较短、收发信息功耗较低且采用了休眠模式,使得ZigBee节点非常省电,ZigBee节点的电池工作时间可以长达6个月到2年左右。
同时,由于电池时间取决于很多因素,例如:电池种类、容量和应用场合,ZigBee 技术在协议上对电池使用也作了优化。
对于典型应用,碱性电池可以使用数年,对于某些工作时间和总时间(工作时间+休眠时间)之比小于1%的情况,电池的寿命甚至可以超过10年。
zigbee的发展现状
zigbee的发展现状Zigbee是一种低功耗、低数据速率的无线通信技术,主要用于物联网应用中的传感器网络和控制系统。
自2003年Zigbee联盟成立以来,Zigbee技术取得了可观的发展和应用进展。
首先,Zigbee技术已经成为了物联网领域中较为广泛应用的无线通信技术之一。
在家庭自动化、智能楼宇、工业自动化和农业等领域都可以看到Zigbee技术的应用。
Zigbee技术的主要特点是低功耗、低成本和简单易用,使得它在这些领域中得到了广泛应用。
其次,Zigbee技术在传感器网络中的应用也得到了迅猛的发展。
传感器网络是物联网的重要组成部分,它可以将传感器节点组成一个自组织、自配置的网络,用于采集、传输和处理各种环境信息。
Zigbee技术在传感器网络中的应用可以实现无线传感器节点之间的低功耗通信,使得传感器网络更加灵活和便捷。
此外,Zigbee技术在物联网中的标准化工作也取得了积极的进展。
Zigbee联盟成员公司积极参与了各种标准化组织和标准制定活动,并推出了一系列的Zigbee标准。
目前,Zigbee技术已经推出了Zigbee 3.0标准,该标准对Zigbee技术进行了全面的改进和完善,提高了其兼容性和互操作性。
此外,Zigbee技术在无线传感器网络中的应用也非常广泛。
无线传感器网络是一个由许多带有传感器的节点组成的网络,节点之间可以通过无线通信进行数据传输和信息交换。
Zigbee技术特别适用于无线传感器网络中的低功耗通信,可以实现节点之间的长时间运行和大规模部署。
更重要的是,Zigbee技术在物联网安全性方面的应用也得到了提升。
物联网中的设备和系统面临着各种安全威胁,Zigbee技术通过引入安全机制和协议,可以有效保护通信的安全性和数据的隐私性。
同时,Zigbee技术还提供了身份认证、加密和密钥管理等机制,确保物联网中的通信和数据传输的可靠性和安全性。
总结起来,Zigbee技术在物联网应用中的发展现状是蓬勃的。
zigbee 协议标准
zigbee 协议标准Zigbee 协议标准。
Zigbee 是一种无线通信协议,它是一种低成本、低功耗的短距离无线通信技术,广泛应用于物联网领域。
Zigbee 协议标准是指 Zigbee Alliance 制定的一系列技术规范和标准,用于指导 Zigbee 设备的设计和开发,以确保不同厂家生产的 Zigbee 设备之间可以互相兼容和互操作。
首先,Zigbee 协议标准包括了物理层、介质访问控制层和网络层的规范。
在物理层,Zigbee 使用了 IEEE 802.15.4 标准,定义了无线通信的频率、调制方式、传输速率等参数,以及对应的硬件接口。
在介质访问控制层,Zigbee 定义了一种低功耗的 CSMA/CA(载波监听多址接入/碰撞避免)机制,以及低复杂度的传输模式,以适应物联网设备对低功耗、低成本的需求。
在网络层,Zigbee 使用了基于IEEE 802.15.4 的 Zigbee 网络协议,定义了设备之间的连接方式、路由协议、安全机制等,以支持大规模的设备连接和数据传输。
其次,Zigbee 协议标准还包括了应用层的规范,定义了一系列的应用框架和应用协议,以支持各种不同的物联网应用场景。
比如,Zigbee 定义了家庭自动化的应用框架,包括了灯光控制、智能插座、智能门锁等应用的数据模型和命令集;Zigbee 还定义了工业控制和传感网络的应用框架,包括了传感器数据采集、远程监控、设备管理等应用的数据模型和命令集。
这些应用框架和应用协议的定义,使得不同厂家生产的 Zigbee 设备可以实现互操作性,从而推动了 Zigbee 技术在物联网领域的广泛应用。
另外,Zigbee 协议标准还定义了安全和认证机制,以保障 Zigbee 网络的安全性和可靠性。
Zigbee 使用了AES-128 对称加密算法,保护网络中的数据传输安全;Zigbee 还定义了密钥管理和设备认证的机制,确保网络中的设备可以被正确识别和授权,防止网络中的恶意攻击和非法入侵。
zigbee网络标准
zigbee网络标准Zigbee网络标准。
Zigbee网络标准是一种低成本、低功耗、短距离、低数据传输速率的无线个人局域网技术,它采用IEEE 802.15.4标准。
Zigbee网络标准通常用于智能家居、工业自动化、传感器网络等领域,其优势在于低功耗、低成本和易于部署。
首先,Zigbee网络标准的低功耗特性使得它非常适合于电池供电的设备。
由于其设计目标是长寿命电池供电的设备,因此Zigbee设备通常具有较长的电池寿命,这使得它们非常适合于需要长期运行的应用,如智能家居中的传感器节点和智能电表等。
其次,Zigbee网络标准的低成本使得它成为物联网应用中的重要组成部分。
由于Zigbee芯片和模块的成本相对较低,因此可以降低整体设备的成本。
这使得Zigbee技术在大规模部署的物联网应用中具有明显的优势,比如智能城市、智能建筑和智能工厂等领域。
此外,Zigbee网络标准的易于部署也是其优势之一。
Zigbee设备可以轻松地加入或离开网络,而无需复杂的配置过程。
这使得Zigbee技术非常适合于需要频繁更换设备或者扩展网络的场景,比如仓储物流中的传感器网络和智能农业中的环境监测系统等。
在智能家居领域,Zigbee网络标准也发挥着重要作用。
由于其低功耗、低成本和易于部署的特性,Zigbee技术被广泛应用于智能家居设备中,如智能灯具、智能插座、智能门锁等。
这些设备可以通过Zigbee网络实现互联互通,使得用户可以通过智能手机或者智能音箱实现对智能家居设备的远程控制和智能化管理。
总的来说,Zigbee网络标准作为一种低成本、低功耗的无线个人局域网技术,在物联网应用中具有广泛的应用前景。
它在智能家居、工业自动化、传感器网络等领域发挥着重要作用,为物联网的发展提供了有力支持。
随着物联网应用的不断普及和发展,相信Zigbee网络标准将会发挥越来越重要的作用,为人们的生活和工作带来更多便利和效率。
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输 速率 不 高 的 各种 设 备之 间的 数 据传 输 ,特 别是 有 间 歇性 数 据传 输 和 周期 性 数 据传 输 的应 用 。Z i g Be e 的 传 输距 离在 1 0~1 0 0 m的 范围 内。 Zi g Be e 技术基 于I E EE 8 0 2 . 1 5 . 4 标 准 ,使 用 了
Z i g B e e 标 准 及 其 进 展
吕 然
( 移 动通 信 国 家 工程 研 究 中心 , 广 东 广 州 5 1 0 3 1 0)
【 摘
要l
Z i g B e e 技 术是 物联 网和 无线 传感 网的关 键技 术 。介绍 7Z i g B e e 技 术及 其特 点 、Z i g B e e 技 术规 范 ̄ 1 ] Z i g B e e 应用标 准 目前 的进 展情 况 ,以及 在物 联 网快速 发展 的大背 景 下 ,Z i g B e e 技术 的 巨大市 场潜 力和 广泛 应 用前景 。
1 引言
物 联 网被 称 为继 计 算 机 、互 联 网 之后 世 界信 息 产
业 发 展 的 第三 次 浪 潮 。物 联 网还 与 云 计算 、大数 据 、
成 本 、支 持 大 量 网络 节 点 、组 网 功能 强 、安 全可 靠 的
双 向无 线通 讯 技术于物 联 网产 业 发展 的 组织 ,只 专 注于 制 定物 联 网 全球
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Z i g B e e 技 术有 几 种频 段 ,包括 全球 通 用 的2 . 4 GHz 频 段 、 日本 的9 5 0 MHz 、美 国和 澳大 利亚 的 9 1 5 MHz 、
欧 洲的 8 6 8 MHz 以及 中国的 7 8 0 MHz 等。
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收 稿 日期 :2 0 1 3 —0 3 —2 5
眠模 式 的 时 间 占总运 行 时 间 的大 部分 ,而 且 Z i g Be e 节 点 能够 方 便 地 在休 眠 状 态和 正 常 运 行状 态 之 间 灵活 切
该 标 准 规 定 的 媒 体 访 问 控 制 层 (MAC )和 物 理 层 ( P HY )。Zi g B e e 联 盟对 网 络 层及 以 上部 分 进行 了标
移 动 互 联 网等 密 切相 关 ,产业 链 长 、应 用 范 围广 且 拥 有 非 常 广 阔的 市 场 前景 和 巨大 的 经 济 发展 推 动 力 。 中 国 、美 国 、 日本 、欧 盟 等 世 界各 主 要科 技 发 达 国家 和
2 Z i g B e e 技术
2 . 1 Z i g B e e 技术概 述
Zi g B e e 技 术 是 一种 近 距离 、低速 率 、低 功 耗 、低
2 . 2 Z i g B e e 技术特 点
(1)低 功 耗 :工 作 模 式 下 ,Zi g Be e 节 点所 承 载 的 应 用数 据 传输 速 率低 ,传 输 数 据量 很小 ,发 射功 率 仅为l mW ;在 不 需要 通信 时 采用 休 眠模 式 ,此 时功 耗
地 区 在物 联 网 发展 方 面 都做 出了 积极 的规 划 和部 署 , 推动 着物 联 网的快 速发 展 。 成 立于2 0 0 2 年 的 Zi g Be e 联 盟 ,是 物 联 网领 域 重
准化 、扩 展 和 完 善 ,Z i g Be e 和 Zi g Be e I P 增 加 了 网 络 层 、安 全层 以及 应用框 架 ,Zi g B e e RF 4 CE 提 供 简单 的
责任编辑 :李 帅 l i s h u a i @mb c o m c n
2 0 ’ 3 年 第期l 9 l 7 3
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换 。休眠 激 活时 延 为 1 5 ms ,活动 设 备信 道接 入 时延 为
1 5 ms ,设 备搜 索时延 一 般 为3 0 ms 。因 ̄ Z i g B e e 设 备非 常 省电 。
备的 大型 网络 。
Zi g B e e 2 0 1 2 规 范的 功能 如表 1 所示:
( 2)低 成本 :Zi g B e e 允许 多个 应 用同 时位 于一 个 节 点上 ,有 利于 整 合 更 多功能 于 一 身 。Zi g Be e 节 点 管
理 模 式大 大 简 化 了通 信 协议 ,降 低 了对 通 信控 制 器 的
功能
表1 Zi g B e e 2 0 1 2 规 范 的功能
Z i g B e e
Z i g B e e P RO
要 求 ;Z i g B e e 免 协议 专 利 费 ,因此 控 制 芯片 的 成本 很
低 。这 些使 得 Z i g Be e 网 络 的成 本远 远 低 于其 它 的无 线
【 关 键词 】
Z i g B e e 物联网
Z i g B e e 2 0 1 2 Z i g B e e G a t e w a y
中图分 类号 :T P 3 9 3 文献标识码 :A 文章编号 :1 ( / ( 3 6 0 1 0 ( 2 0 1 3 ) - 0 9 ~ 0 0 7 3 — 0 5
网络层 和 标准 的应 用 层 ,使 I E E E 8 0 2 . 1 5 . 4 标 准更 加完
善。
要 的 国 际标 准 化组 织 , 目前 已有 包括 世 界著 名跨 国 公 司 、大学 和 企业 等在 内的4 0 0 多家 成 员 。Z i g Be e 联盟主 席 及首 席 执 行官 表 示 ,Zi g Be e 联 盟 是 世界 上 唯一 专 注