在智能硬件和物联网范畴，时下大名鼎鼎的ZigBee可谓是无人不知，无人不晓。作为除了wifi、蓝牙之外，ZigBee是现在最重要的无线通讯协议之一，首要运用于物联网和智能硬件等范畴。关于ZigBee，下文选用问答办法向你具体地介绍了方方面面，不夸口的说，你所需求知道的关于ZigBee的全部，全在这里了！
ZigBee来源什么技能？
在蓝牙技能的运用过程中，人们发现蓝牙技能虽然有许多长处，但仍存在许多缺陷。对工业，家庭主动化操控和工业遥测遥控范畴而言，蓝牙技能显得太杂乱，功耗大，间隔近，组网规划太小等，……而工业主动化，对无线数据通讯的需求越来越激烈，并且，关于工业现场，这种无线数据传输必需是高牢靠的，并能反抗工业现场的各种电磁搅扰。因而，经过人们长时刻尽力，ZigBee协议在2003年中正式面世了。其他，ZigBee运用了在它之前所研讨过的面向家庭网络的通讯协议Home RF Lite。
什么是ZigBee？
首要ZigBee是IEEE802.15.4协议的代名词。依据这个协议规则的技能是一种近间隔、低杂乱度、低功耗、低数据速率、低本钱的双向无线通讯技能，首要合适于主动操控和长途操控范畴，能够嵌入各种设备中，一起支撑地舆定位功用。因为蜜蜂（bee）是靠翱翔和“嗡嗡”（zig）地颤动翅膀的“舞蹈”来与伙伴传递花粉地点方位和远近信息的，也便是所蜜蜂依靠着这样的办法构成了集体中的通讯“网络”，因而ZigBee的发明者们形象地运用蜜蜂的这种行为来形象地描绘这种无线信息传输技能。
ZigBee技能有哪些特色？
ZigBee的特色首要有以下几个方面：
（1）低功耗：在低耗电待机形式下，2节5号干电池可支撑1个节点作业6-24个月，乃至更长。这是ZigBee的杰出优势。比较之下蓝牙能够作业数周、WiFi能够作业数小时；
（2）低本钱：经过大幅简化协议是本钱很低（缺乏蓝牙的1/10），下降了对通讯操控器的要求，按猜测剖析，以8051的8位微操控器测算，全功用的主节点需求32KB代码，子功用节点少至4KB代码，并且ZigBee的协议专利免费；
（3）低速率：ZigBee作业在250kbps的通讯速率，满意低速率传输数据的运用需求；
（4）近间隔：传输规模一般介于10～100m之间，在添加RF发射功率后，亦可添加到1-3km。这指的是相邻节点间的间隔。假如经过路由和节点间通讯的接力，传输间隔将能够更远；
（5）短时延：ZigBee的响应速度较快，一般从睡觉转入作业状况只需15ms，节点衔接进入网络只需30ms，进一步节约了电能。比较较，蓝牙需求3-10s、WiFi需求3s；
（6）高容量：ZigBee可选用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点办理若干子节点，最多一个主节点可办理254个子节点;一起主节点还可由上一层网络节点办理，最多可组成65000个节点的大网；
（7）高安全：ZigBee供给了三级安全形式，包含无安全设定、运用接入操控清单（ACL）防止不合法获取数据以及选用高档加密规范（AES128）的对称暗码，以灵敏确认其安全特色；
（8）免执照频段：选用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz（全球）频段。
为什么说ZigBee是适应工业主动化对牢靠的无线数据传输日益增长的需求而发生的？
ZigBee技能自身，便是因为兰牙技能不能满意工业主动化中，对低数据量，低本钱，低功耗，高牢靠性的无线数据通讯的需求而发生的。因为，关于工业现场，这种无线数据传输必需是高牢靠的，并能反抗工业现场的各种电磁搅扰。ZigBee技能中，运用网状网拓扑结构，主动路由，动态组网，直序扩频的办法。便是为了满意工业主动化操控现场的这种需求。
ZigBee运用那种协议？
IEEE802.15.4协议，这是一种低传送速率的无限PAN的协议。在规范化方面，IEEE802.15.4作业组首要担任拟定物理层和MAC层的协议，其他协议首要参照和选用现有的规范，高层运用、测验和商场推行等方面的作业将由ZigBee联盟担任。
为什么ZigBee无线通讯运用2.4G频段是免费频段？
在我国和世界上大大都其他国家，一般运用无线电设备都是要付频率运用费的，包含手机通讯，只不过移动运营商现已向国家付出了这笔费用，并经过号码占用费等办法向用户收取了这笔费用。在运用其它无线设备时，你首要要向国家相关部分请求频率运用答应，然后依据你的无线设备所运用的频率，功率巨细和数量收取费用。这是一笔不小的费用，一般设备一年往往要交纳几千元的费用。而免费频段，是指各个国家依据各自的实践状况，并考虑尽或许与世界其他国家规则的一致性，而区分出来的一个频段，专门用于工业，医疗以及科学研讨运用（ISM频段），不需请求而能够免费运用的频段。咱们国家的2.4G频段，便是这样一个频段。可是，为了确保咱们都能够合理运用，国家对该频段内的无线收发设备，在不同环境下的运用功率做了相应的约束。例如在城市环境下，发射功率不能超过100mW。
ZigBee仅合适近间隔通讯吗？
ZigBee局域网络不只能够经过进步每个节点模块的发射功率和接纳灵敏度以及添加节点数量来扩展网络，并且还能够经过传统的互联网去监控路途遥远的ZigBee操控网络。可是，在进行扩张要注意的是：（1）跟着发射功率的添加，耗电量天然要增大，只需求耗电也大，便会失掉ZigBee自身电能耗费很低的优势;（2）虽然2.4Ghz是免费频段，可是不能超过电波法中关于最大功率的约束。
ZigBee选用直序扩频的通讯办法有什么长处？
相同的频段，选用不同的通讯办法则成果或许会有很大的不同，例如ASK，FSK，FHSS，DSSS等的抗搅扰才能，通讯安全保密性，牢靠性都各不相同。ZigBee体系和CDMA体系相同，都选用的是直序扩频技能（DSSS），它是一种抗搅扰才能极强，保密性和牢靠性都很高的通讯办法。假如你运用过这两种技能的通讯产品，你会发现两者在牢靠性上与众不同。
因为扩频技能在正常通讯时所要求的信噪比能够很低，便是说，在搅扰很强的环境下，它依然能够正常作业。依据核算和试验，这适当于接纳灵敏度进步了7dBm。它也不简略搅扰他人。换句话说，它能够运用较低的功率传输更远的间隔。下面引证扩频技能优越性有关的一些材料供参阅：
CDMA是继世界上推出数字通讯技能之后，1995年又推出的一种新式数字蜂窝技能，它运用数字传输办法，选用扩频通讯技能，大幅度地进步了频率运用率，具有容量大、掩盖规模广、手机功耗小、话音质量高的杰出长处，将移动通讯技能面向开展新阶段。CDMA（码分多址衔接）蜂窝体系与FDMA（频分多址衔接）和TDMA（时分多址衔接）体系比较，CDMA体系具有以下杰出长处：
（1）抗搅扰功用好因为CDMA 经过扩频处理，故抗搅扰功用好，可和同频带的窄带共存，而不影响其正常作业。
（2）抗多径式微才能强多径式微是影响移动通讯质量的一个杰出问题，一般有必要采纳空间分集、自适应均衡等技能加以战胜，还有较大式微余量。CDMA体系能够运用多径信号供给途径分集，这样不光平缓瑞利式微，并且还平缓了因物理遮挡所构成的慢式微，然后大大提Qualcomm.html‘ target=’_blank‘>高通讯质量。
（3）体系容量增大关于FDMA与TDMA，若小区的频点或时隙一分配完，则小区就不能接纳新的呼叫，容量有硬性约束。而CDMA是搅扰受限体系，在指定的搅扰电平下，即运用户数已达到约束数目时，也还答应添加单个用户，其缺陷是构成话音质量下降。事务供给者可在容量与话音质量之间进行平衡。CDMA准确的功率操控和软切换技能大大下降了搅扰信号的强度和所需的信噪比要求，并且有用地选用比如话音激活或可变速率话音编码、分集接纳、功率操控。据介绍，CDMA信噪比是DAMPS、TDMA的3.7倍，是TACS的11.2倍，是AMPS的13.6倍，是FM/FDMA办法的20倍。
（4）通讯质量好CDMA体系选用直接序列扩频技能，归纳运用时刻分集、频率分集、空间分集、途径分集等多种分集技能战胜多径效应，能够取得很强的抗搅扰才能，加上它在越区切换时选用先树立后中止的软切换技能，确保了CDMA的通讯质量，特别在越区切换时无乒乓效应。本体系属宽带低噪比，波形答应选用高冗余度纠错编码和高效数字调制技能来确保高质量话音和数据传输。
（5）频率运用率高CDMA体系的同一频率，能够在一切小区内重复运用，其频率复用率为2/3（FDMA和TDMA的频率复用率为1/7），不需求FDMA和TDMA那样进行频率装备，大大简化了小区割裂和微蜂窝引进。
（6）多址才能强CDMA体系多址才能决议扩频编码间的多址搅扰巨细，它与运用的扩频编码方案有关，与一起发送信号的用户间的多址搅扰（即扩频编码的相关特性）有关，与答应的接纳质量有关（输出信噪比），因而一起作业用户间的多址搅扰越低，能答应的接纳质量越低，CDMA技能的多址才能就越强。
（7）高度牢靠的保密安全性CDMA移动通讯体系是一个保密通讯体系，若再加必定的加密算法技能，能大大进步通讯保密功用，这是FDMA、TDMA体系所无法比拟的。剖析其选用的扩频体系，要想截获他人的通讯内容几乎是不或许的，如只需机内锂电池不放完电，它以512KHz的时钟频率加以改动其序列的即时状况，即便是接连作业，它的扩频地址序列周期也长达7年。它还能够方便地在CDMA体系设置和改动主密钥、副密钥、扩频码表、规范加密算法等，使通讯的保密性更为牢靠。
（8）手机功耗小CDMA选用功率操控后，仅在式微期间调高发射功率电平，然后使均匀发射功率减小，FDMA的最小功率为5mW、均匀发射功率为794 mW、峰值功率为3W，而CDMA的最小功率为2.3mW、均匀发射功率为5 mW、 峰值功率为100mW。由此可见CDMA的均匀发射功率和最大发射功率比FDMA低，然后使体系容量添加，减少了小区数和下降设备本钱。
ZigBee与现稀有传电台的比较有哪些特色？
其长处如下：
（1） 牢靠性高：因为ZigBee模块的集成度远比一般数传电台高，别离%&&&&&%少，因而牢靠性更高;
（2） 运用方便安全：因为集成度高，比起一般数传电台来，ZigBee收法模块体积能够做得很小，并且功耗低，最大发射电流比一个CDMA手机还要小许多，因而很简略集成或直接安放在到设备之中，不只运用方便，并且在户外带着运用时不简略遭到损坏;
（3） 抗搅扰力强，保密性好，误码率低：ZigBee收发模块运用的是2.4G 直序扩频技能，比起一般FSK，ASK和跳频的数传电台来，具有更好的抗搅扰才能，和更远的传输间隔;
（4） 免费频段：ZigBee运用的是免费频段，而许大都传电台所运用的频段不只需求请求，并且每年都需求向国家无委会交纳适当的频率运用费;
（5） 价格低： ZigBee数传模块的价格只需具有相似功用的数传电台的几分之一。
ZigBee是具有怎样的无线数据传输网络？
简略的说，ZigBee是一种高牢靠的无线数传网络，相似于CDMA和GSM网络，ZigBee数传模块相似于移动网络基站。通讯间隔从规范的75米到几百米、几公里，并且支撑无线扩展。
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渠道，十分相似现有的移动通讯CDMA网或GSM网，每一个ZigBee网络数传模块相似移动网络的一个基站，在整个网络规模内，它们之间能够进行互相通讯;每个网络节点间的间隔能够从规范的75米，到扩展后的几百米，乃至几公里。
与移动通讯的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络首要是为工业现场主动化操控数据传输而树立，因而，它有必要具有简略，运用方便，作业牢靠，价格低的特色。而移动通讯网首要是为语音通讯而树立，每个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网络节点不只自身能够作为监控方针，例如其所衔接的传感器直接进行数据收集和监控，还能够主动中转其他网络节点传过来的数据材料。除此之外，每一个ZigBee网络节点（FFD）还可在自己信号掩盖的规模内，和多个不承当网络信息中转任务的孤立的子节点（RFD）无线衔接。
每个ZigBee网络节点（FFD和RFD）能够支撑多达31个的传感器和受控设备，每一个传感器和受控设备终能够有8种不同的接口办法。能够收集和传输数字量和模拟量。
ZigBee所选用的自安排网是怎么回事？
举一个简略的比如就能够阐明这个问题，当一队伞兵空降后，每人持有一个ZigBee网络模块终端，降落到地上后，只需他们互相间在网络模块的通讯规模内，经过互相主动寻觅，很快就能够构成一个互联互通的ZigBee网络。他们预先无法判别谁雨，并且，因为人员的移动，互相间的联络还会发生变化。因而，模块还能够经过从头寻觅通讯方针，确认互相间的联络，对原有网络进行改写。这便是自安排网。
ZigBee技能为什么要运用自安排网来通讯？
网状网通讯实践上便是多通道通讯，在实践工业现场，因为各种原因，往往并不能确保每一个无线通道都能够一直疏通，就像城市的大街相同，或许因为事故，路途修理等，使得某条路途的交通呈现暂时中止，此刻因为咱们有多个通道，车辆（适当于咱们的操控数据）依然能够经过其他路途抵达目的地。而这一点对工业现场操控而言则十分重要。
为什么自安排网要选用动态路由的办法？
所谓动态路由是指网络中数据传输的途径并不是预先设定的，而是传输数据前，经过对网络其时可运用的一切途径进行查找，剖析它们的方位联系以及远近，然后挑选其间的一条途径进行数据传输。在咱们的网络办理软件中，途径的挑选运用的是“梯度法”，即先挑选途径最近的一条通道进行传输，如传不通，再运用其他一条稍远一点的通路进行传输，以此类推，直到数据送达目的地停止。在实践工业现场，预先确认的传输途径随时都或许发生变化，或许因各种原因途径被中止了，或许过于繁忙不能进行及时传送。动态路由结合网状网拓扑结构，就能够很好处理这个问题，然后确保数据的牢靠传输。
ZigBee 和现有的通讯移动网（GPRS，CDMA-1X）比较有哪些特色？
其特色为：
（1） 无网络运用费：运用移动网需求长时刻付出网络运用费，并且是按节点终端的数量核算的，而ZigBee没有这笔费用;
（2） 设备投入低：运用移动网需%&&&&&%买移动终端设备，每个终端的价格在人民币1000元上下，而运用ZigBee网络，不只ZigBee网络节点模块（适当于基站）费用每只人民币不到1000元，并且，首要运用的网络子节点（适当于手机）的价格还要低得多;
（3） 通讯更牢靠：因为现有移动网首要是为手机通讯而规划的，虽然CDMA-1X和GPRS能够进行数据通讯，但实践发现，不只通讯速率比规划速率低许多，并且数据通讯的牢靠信、接连性在许多状况下也得不到确保。而ZigBee网络则是专门为操控数据的传输而规划的，因而操控数据的传输具有适当的确保;
（4） 高度的灵敏性和低本钱：首要，经过运用掩盖间隔不同，功用不同的ZigBee网络节点，以及其它非ZigBee体系的低本钱的无线收发模块，树立起一个ZigBee部分主动化操控网，再经过互联网或移动网与远端的核算机相连，然后完成低本钱，高效率的工业主动化遥测遥控;
（5） 比起现有的移动通讯网来，虽然ZigBee仅仅仅仅一个局域网，但经过供满足的数据出口，它能够“无限”扩展它的掩盖规模，并且能够与现有的移动网，互联网和其它通讯网络相衔接。并经过这些网络将许多个ZigBee局域网互相连成为一个全体。有用的处理移动网的盲区掩盖问题：咱们知道，现有移动网络在许多地方存在盲区，特别是铁路，公路，油田，矿山等户外，更是如此。而添加一个移动基站或直放站的费用是适当可观的，此刻运用ZigBee网络进行盲区掩盖不只经济有用，并且往往是现在仅有可行手法。
ZigBee怎样完成远间隔遥测遥控？
ZigBee 网络还能够经过接口卡等多种办法，与互联网，GPRS网，CDMA1x网以及其它通讯体系线衔接，然后完成长途操控。你也能够经过其它网络，将两个或多个部分ZigBee 网络衔接在一起。
ZigBee技能有哪些运用范畴？
ZigBee技能的方针便是针对，工业，家庭主动化，遥测遥控，例如灯火主动化操控，传感器的无线数据收集和监控，油田，电力，矿山和物流办理等运用范畴。
ZigBee完成了哪些工业现场对无线数据传输的要求？
要求低功耗，低数据量（250KPS），低本钱，运用免费的ISM频段（2.4G），高的抗搅扰功用的直序扩频通讯办法（DSSS），高保密性（64位出厂编号和支撑AES-128加密），高集成度和高的牢靠性;节点模块之间具有主动动态组网的功用，选用了包含网状网在内的拓扑结构，运用了磕碰防止机制，信息在整个ZigBee网络中经过主动路由的办法进行传输，然后确保了信息传输的牢靠性。
ZigBee能够在哪些方面拓宽运用？
ZigBee运用：其规模十分广泛，能够针对工业主动化、家庭主动化、遥测遥控、轿车主动化、农业主动化和医疗护理、油田、电力、矿山和物流办理等运用范畴。实践运用举例如下：照明操控、环境操控、主动读表体系、各类窗布操控、烟雾传感器、医疗监控体系、大型空调体系、内置家居操控的机顶盒及全能遥控器、暖气操控、家庭安防、工业和楼宇主动化。其他它还能够对部分区域内移动方针例如城市中的车辆进行定位。
凡契合什么条件的短间隔通讯就能够考虑选用ZigBee技能？
一般，契合如下条件之一的短间隔通讯就能够考虑运用ZigBee：
（1）需求数据收集或监控的网点多;
（2）要求传输的数据量不大，而要求设备本钱低;
（3）要求数据传输牢靠性高，安全性高;
（4）要求设备体积很小，不方便放置较大的充电电池或许电源模块;
（5）能够用电池供电;
（6）地势杂乱，监测点多，需求较大的网络掩盖;
（7）关于那些现有的移动网络的盲区进行掩盖;
（8）现已运用了现存移动网络进行低数据量传输的遥测遥控体系。
ZigBee技能在我国的运用状况怎样？
虽然国内不少人现已开端重视ZigBee这项新技能，并且也有不少企业开端进入ZigBee技能的开发，可是，考虑到ZigBee自身是一种新的体系集成技能，运用软件的开发有必要用网络传输，射频技能和底层软硬件操控技能结合在一起，所以关于初期开发的企业来说具有必定的技能难度。因为各方面的约束，ZigBee技能的大规划商业运用还有待时日。可是现在现已展现出了特殊的运用价值，信任跟着相关技能的开展和推进，必定会得到更大的运用。可是，咱们还应该清楚的认识到，根据ZigBee技能的无线网络才刚刚开端开展，它的技能、运用都还远远谈不上老练，国内企业应该捉住商机，加大投入力度，推进整个职业的开展。
ZigBee联盟的任务是什么？
ZigBee联盟是一个高速成长的非盈利业界安排，成员包含世界闻名半导体生产商、技能供给者、技能集成商以及终究运用者。联盟拟定了根据IEEE802.15.4，具有高牢靠、高性价比、低功耗的网络运用规范。
ZigBee联盟的方针是什么？
ZigBee联盟的首要方针是以经过参加无线网络功用，为顾客供给更赋有弹性、更简略运用的电子产品。ZigBee技能能融入各类电子产品，运用规模横跨全球的民用、商用、公共事业以及工业等商场。使得联盟会员能够运用ZigBee这个规范化无线网络渠道，规划出简略、牢靠、廉价又节约电力的各种产品来。
ZigBee联盟所确定的焦点是什么？
其焦点为拟定网络、安全和运用软件层;供给不同产品的和谐性及互通性测验规范;在世界各地推行ZigBee品牌并争夺商场的重视;办理技能的开展。
ZigBee联盟在规范上所做的作业是什么？
ZigBee规范的拟定：IEEE802.15.4的物理层、MAC层及数据链路层，规范已在2003年5月发布。ZigBee网络层、加密层及运用描绘层的拟定也取得了较大的发展。V1.0版别现已发布。其他运用范畴及其相关的设备描绘也会连续发布。因为ZigBee不只仅仅802.15.4的代名词，并且IEEE仅处理初级MAC层和物理层协议，因而ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了规范化。彻底协议用于一次可直接衔接到一个设备的根本节点的4K字节或许作为Hub或路由器的和谐器的32K字节。每个和谐器可衔接多达255个节点，而几个和谐器则可构成一个网络，对路由传输的数目则没有约束。ZigBee联盟还开发了安全层，以确保这种便携设备不会意外走漏其标识，并且这种运用网络的远间隔传输不会被其它节点取得。
ZigBee联盟着重设备的互通性：许多近间隔电子产品嵌入了ZigBee模块都已具有ZigBee功用，还有许多各种产品预留了ZigBee的接口以备日后随时晋级。各类网关产品的开发也得到进一步开发，网关产品支撑ZigBee体系与家居操控网络、智能建筑网络及商用网络等现有的设备互联等。
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