ZigBee 技术被认为是最有可能像WiFi、蓝牙一样改变我们现在生活的通信技术之一。ZigBee是让一些设备特别是传感器接入互联网的技术。在家庭自动化控制和工业遥测遥控领域,对无线数据通信的需求越来越强烈,且这种无线数据传输必需是高可靠的,并能抵抗现场的各种电磁干扰。接下来带大家来了解一下zigbee传输距离是多少吧。
zigbee传输范围一般介于10~100m之间,速率250kbps,功耗5mA,网络节点数最大可达65000个。ZigBee是一个多个无线数传模块(多达65000个)组成的一个无线数传网络平台,十分类似现有的移动通信网络。每一个ZigBee网络数传模块类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,它们之间可以进行相互通信;每个网络节点间的距离可以从标准的75米,到扩展后的几百米,甚至几公里。
与移动通信网络不同的是,移动通信网每个基站价值一般都非常昂贵,而每个ZigBee“基站”却非常便宜。
每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象,例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控,还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。
除此之外,每一个ZigBee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内,和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。
其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率,最大特点是可自组网。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。
ZigBee的传输带宽最小,目前仅有几百Kbps,视频、、声音都不适合。用在智能家居系统中,同样需要网关,功耗极低,成本中等,穿墙能力比不上WiFi,但是比BLEmesh更强,传输的延迟最小,也就是响应速度是最快的。
为什么Zigbee的抗干扰性能高于Wi-Fi和蓝牙技术?
ZigBee抗干扰特性主要是抗同频干扰,即来自共用相同频段的其他技术的干扰。
zigbee主要特性如下:
1、 空闲信道评估(Clear Channel Assessment,CCA):
判断信道是否空闲。IEEE 802.15.4 物理层在碰撞避免机制中提供CCA的能力,即如果信道被其他设备占用,则允许传输退出而不必考虑采用该信道的通信协议。
2、 动态信道选择:
ZigBee个人区域网(PAN)中的协调器(网络的中心节点,负责网络的组织和维护)。首先要扫描所有的信道,然后确认并加入一个合适的PAN(不需要创建一个新的PAN),减少同频段PAN的数量,降低潜在的干扰。如果干扰源出现在重叠的信道上,协调器上层的软件要应用信道算法选择一个新的信道。
3、 信道算法:
在网络初始化或者响应中断时,ZigBee 设备都会先扫描一系列被列入信道表参数中的信道,以便进行动态信道选择,按照上述空闲信道来设置信道表参数,以便加强网络的共存性能。
在严重干扰期间,ZigBee不改变信道,而是依靠其低占空比、免冲突算法(每个设备在发送数据之前侦听信道)来减小由于传输冲突所造成的数据丢失。
4、 直序扩频技术(DSSS)和频率快变FA:
直接序列扩频技术具有一定的抗干扰效果(如下图所示),在其他条件相同情况下传输距离要大于跳频技术。所谓频率快变是改变频率、以避开一个已知干扰源或信号源的影响。
由上图可见,ZigBee的误码率在信噪比为4dB的情况下可达10-9,要达到同样误码率,Wi-Fi要达10dB,蓝牙要达16dB, Zigbee的抗干扰性能明显高于Wi-Fi和蓝牙技术。
5、应答重传和帧缓存:
ZigBee的MAC层和应用层(APS部分)具有自动请求重传ARQ和帧缓存功能。当传送数据帧给设备时,如果接收设备处于忙或者休眠状态而不能接收该帧,那么网络的主协调设备就暂时缓存该帧,直到接收端接收该帧。
虽然调制方式很简单,但ZigBee在2.4GHz ISM频段表现出了很好的抗干扰性能,非常适合于低功耗、低数据传输的应用场合。
ZigBee技术就是一种新兴得短距离、低功耗、低成本、低数据传输率得无线通信技术。它得主要特点如下:
1)低功耗:在低功耗待机模式下,两节普通5号干电池可使用6~24个月。
2)低速率:数据传输途率只有10kb/s~250kb/s,专注于低速数据传输应用。
3)低成本:因为ZigBee数据传输速率低,协议简单,降低了对通信控制器得要求,所以大大降低了成本。
4)短距离:传输距离一般介于10~100m之间,在增加RF发射功率后,亦可增加到1~3km。这指得就是相邻节点间得距离,如果通过路由与节点间通信得接力,传输距离将可以更远。
5)短时延:Zigbee得响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。
6)容量大:Zigbee可采用星状、簇状与网状网络结构,一个主节点可管理254个子节点,同时主节点还可由上一层网络节点管理,这样可组成65000多个节点。
7)安全:ZigBee提供了数据完整性检查与鉴权功能,采用AES-128加密算法,各个应用可灵活确定其安全属性。
8)工作频段灵活:使用得频段分别为全球得2、4GHzISM频段(16个信道)、欧洲得868MHz颊段(1个信道),以及美国得915MHz频段(10个信道),均为免执照频段。
ZigBee网络节点类型
ZigBee网络包含三种节点类型:ZigBee 协调器(ZigBee Coordinator,ZC)、ZigBee路由器(ZigBee Router,ZR)与终端设备(ZigBeeEnd Device,ZED)。
协调器只能就是全功能器件FFD。一个PAN得网络中,至少要有一个全功能器件作为网络得协调器,它可以瞧作就是一个PAN得网关节点(SINK节点)。它就是网络建立得起点,负责PAN网络得初始化,确定PAN得ID号与PAN操作得物理信道并统筹短地址分配,充当信任中心与储存安全密钥,与其她网络得连接等。
在任何一个拓扑网络上,所有设备都有一个唯一得64位IEEE长地址,该地址可以在PAN中用于直接通信。协调器在加入网络之后获得一定得短地址空间,在这个空间内,她有能力允许其她节点加入网络,并分配16位短地址给节点。因此在设备发起连接时采用得就是64位IEEE长地址,只有连接成功后,系统分配了PAN得标志符后,才能采用16位得短地址来通信。
路由器可以只运行一个存放有路由协议得精简协议栈,负责网络数据得路由,实现数据中转功能。在网络中最基本得节点就就是终端节点ZED,一个终端节点可以就是全功能器件FFD或者就是精简功能器件RFD。
Zigbee网络拓扑结构比较流行得有三种:星型网络(Star)、簇状型网络(Cluster)、网状型网络(Mesh)。
ZigBee协议是建立在IEEE802.15.胁议定义的物理层和MAC层基础之上的,分为物理层、MAC层、网络层和应用层。
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定,ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。
Zigbee是由Zigbee联盟设计的,该联盟成员包括亚马逊、三星、华为、高通和东芝。更重要的是,它正在迅速成为智能家居设备用于通信的无线协议标准。
那么ZigBee的组网方式与那种平常射频芯片组网方式存在着怎样的差异呢?区别可大了,先看zigbee组网,就是把zigbee芯片当普通的射频芯片用,其实象这样的方案根本不是zigbee的初衷,也根本体现不出zigbee的优势。使用zigbee的着眼点一是其超低功耗的实现,二是强大的组网能力。
为什么是zigbee?使用平常的射频模块,成本低,买一个现成的150M或300M的射频模块,才40元左右,如果自己有能力焊接,那就更便宜了,使用zigbee开发,单是一块芯片就是5个美元左右,还不包括其它的外围设备;使用现成的射频模块,开发方便,直接往TxD/RxD脚上一接,就可以使用了,如果使用zigbee芯片,光是协议栈就有40K代码,自己还要编写profile,开发周期长,风险大。
它是基于IEEE802.15.4协议发展起来的一种短距离无线通信技术,功耗低,被业界认为是最有可能应用在工控场合的无线方式。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平台,在整个网络范围内,每一个Zigbee网络数传模块之间可以相互通信,每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。
ZigBee 是一种无线连接,zigbee传输距离可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。
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