短距離無線網絡zigbee介紹

這篇文章的目的是提供一個概述關於Zigbee的基本屬性,包括它的網絡拓撲結構,信道訪問機制以及每個協議層的角色任務。

1.什麼是Zigbee?

       Zigbee是一個定義了一套低速率,短距離無線網絡通信協議的標準。基於Zigbee的無線設備運行在868MHz,925MHz和2.4GHz頻帶。其最大數據速率是250Kbps。Zigbee主要定向爲以電池供電的應用,該應用以低速率,低成本和長的電池壽命爲主要需求。在許多zigbee的應用中,無線設備工作在任意類型的活動的總時間是非常有限的。設備的大部分時間都處於省電模式中,也叫做睡眠模式。因此,使能的Zigbee設備可以運行好幾年在它們的電池被替換之前。

       Zigbee的應用之一就是家用的病人監護。例如,一個病人的血壓和心率能被測量通過可穿戴的設備。這個病人戴一個zigbee設備與一個傳感器配合,能夠採集與健康相關的信息,例如每一週期的血壓狀況。然後採集的數據可以無線被髮送到本地的服務器,比如病人家裏面的一臺個人電腦。這個電腦會對這些數據進行初始的分析。最後,一些非常重要的信息將會通過因特網被髮送給病人的護士或者醫師,以便於更長遠的的分析。

       Zigbee應用的另一個例子是監控大規模建築物的結構健康。在這個應用中,一些激活的Zigbee無線傳感器(例如加速器)能被安裝在一個建築上。所有的這些傳感器能形成一個單一的無線網絡去收集信息,這些信息能夠被用來評估建築物的結構健康和發現一些可能的損壞標誌。例如,在一個地震之後,一個建築物可能需要檢查在它對公衆重新開放之前。用傳感器採集到的數據能幫助加快和減少檢查的成本。

       Zigbee標準由Zigbee聯盟制定。Zigbee聯盟有數以百計的成員公司,從半導體工業和軟件開發者到原始設備製造商和安裝者。Zigbee聯盟在2002年成立作爲一個非盈利性的組織開放給每個想加入的人。Zigbee標準已經採用了IEEE 802.15.4作爲它的物理層和媒體訪問控制層協議。因此,一個順從zigbee的設備也是順從IEEE 802.15.4標準的。

       用無線的方式去採集信息或者執行特定的控制任務在一個房間裏或者是工廠裏這個概念不是新出來的。還有一些其他的短距離的無線網絡標準,包括IEEE802.11無線局域網和藍牙。每一個標準在特定的應用裏面都有它的優點。Zigbee標準是特別的被開發來處理非常低成本的實現低數據率無線網絡用超低的能量消耗的需求。

       Zigbee標準幫助縮減實施成本通過簡化通信協議和減少數據速率。達到Zigbee和IEEE802.15.4規格說明的最低要求是相對輕鬆的,對比其他的標準如IEEE802.11。這個標準減少了複雜性和實現無線收發器的成本。

       工作週期,也就是佔空比,是設備活躍的時間佔總時間的比重,例如,如果一個設備在醒着的每分鐘裏保持活躍的時間是60ms,這個設備的佔空比就是0.001,或者是0.1%。在許多zigbee的應用中,設備的佔空比都少於1%來保證多年的電池壽命。

                                                                        

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