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在物联网使用中选用ZigBee IP的首要考虑要素

最近有相当多的讨论是关于物联网和不久即将部署的数十亿可连接设备。这些设备的大多数不是智能手机或其他通讯设备,而是那些可以使我们的家

最近有相当多的评论是关于物联网和不久行将布置的数十亿可衔接设备。这些设备的大多数不是智能手机或其他通讯设备,而是那些可以使咱们的家庭、工厂、轿车和其他更多体系被无线衔接的遥控器和传感器,而且答应他们在长途处理器或手动操控下更有用的运作。

为了满意这种无处不在的物联网衔接需求,就有必要有一个满意可衔接设备需求的网络规范。蜂窝技能太杂乱,运用它将会大大添加本钱,而且不支撑这些大多数设备所需的电池寿数要求。

用于传感和操控运用的ZigBee规范现已问世多年。而由ZigBee联盟于2013年发布的ZigBee IP规范许诺为无线传感器网络供给无缝的互联网衔接,特别是智能电网运用,将会得到ZigBee Smart Energy IP协议栈的进一步支撑。

ZigBee供给了一个完好的无线网状网络解决方案,运用互联网衔接去操控低功耗、低本钱设备,衔接多种不同类型的设备构成单一操控网络。当时的ZigBee IP是IPv6兼容的,这使得它十分适宜那些根据预期衔接设备数量而挑选IPv6的运用。

传感器网络通讯根底知识

无线传感器网络(WSN)现在正在许多运用中广泛布置,掩盖规模从家庭自动化到工业操控,这是90年代末进行的许多研讨和开展的成果。由不计其数节点构成的无线网状网络被用于更大规模的灯控、修建监督、智能电表,乃至用于监督农业作物。

为了成功布置WSN,几种底层技能是必要的:

●超低功率无线电:用于保证超长电池寿数(一些比如智能电表的运用需求长达20年)以最小化因电池替换而带来的本钱和费事。即便市电可用,低功耗无线电也是一个明显的长处。

●根据规范的网状网络软件:用于保证牢靠的数据传输,尤其是关于无人干涉的机器到机器(M2M)类型运用的操作。

●适宜的无线协议和软件仓库:用于答应设备间进行规范数据格式的信息交流和自主操作。

ZigBee选用IEEE 802.15.4规范界说和构建底层,并为低功率无线电部件供给杰出的根底。该规范开端发布于2003年,从那时起,它开端得到扩展和进步,先是在2006年,然后在2011年。15.4e和15.4g修订现已被商业无线电技能供货商用于他们的运用中,使他们的RF设备功耗折半,而且预期鄙人一代设备中进一步下降。这些修订将对电池寿数产生重要的积极作用。

尽管802.15.4现已充分运用了根底无线电技能,可是网状网络协议开发仍需花费较长的时刻。网状网络仓库,例如由Ember(2012年被Silicon Labs收买)开发的EmberZNet和由加州大学伯克利分校开发的TinyOS,被用于初期的802.15.4无线IC产品中,而且随后得到进一步优化以满意体系需求。商场增加依赖于可完成互操作的规范化解决方案、供给更多资源去支撑许多公司运用这种技能,ZigBee联盟是近年来致力于为无线网状网络供给规范化解决方案的几个安排之一。

运用协议栈——开发的最终一项——坐落网状协议栈的上层。运用层倾向于偏重更详细的运用细节,为了到达真实的互操作性,有必要开发通用接口和相关协议。

这些协议依赖于通用言语,从而使来自不同制造商的无线设备可以互相通讯。这样互操作性要求或许存在竞赛的公司在互相产品互相依赖时进行协作、商定信息传送协议以开发一起的规范。这种协作产生的一个范畴是灯控产品(包含调光器和转化开关)。其他范畴,像家庭和楼宇自动化,商场的力气还不能为设备生产商之间协同作业供给满意的动力。

以ZigBee PRO为根底

多年以来,为了保证商场可以充分运用ZigBee的优势,现已发布了多个ZigBee规范。ZigBee技能的稳步增加促进了对协议及其牢靠性的提高。为了满意这些需求,ZigBee联盟在2007年发布了ZigBee PRO规范,并在2008年发布了智能电网规范(Smart Energy Profile)。

ZigBee PRO专门为小型或大型网络供给设备间的通讯而进行了优化。设备可以参加网络、与其他设备配对,而且可以在没有网络或体系管理员干涉下运转。规范专门针对一般所需的小信息包进行了优化。例如,IEEE 802.15.4仅支撑最大信息包长度为127个字节。运用ZigBee PRO规范,具有成百上千节点的网络已被成功布置。

ZigBee PRO规范之前并没有针对互联网衔接而优化,可是当物联网开端开展,功能方面的需求越来越多。不幸的是,现有协议和数据规范不能与当时的IP规范相匹配,不能直接用于互联网。为了战胜这种应战,智能网关被开发出来以供给所需的衔接和转化,可是他们的缺陷是当有新设备或规范被开发后有必要随时更新。

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