Zigbee的综合概述及应用行业优势

如今，各种近距离无线传输技术层出不穷，Bluetooth(蓝牙)、ZigBee、Wi—Fi、WiMAX、无线USB、UWB等等，竞争激烈，各有千秋。但随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本的增加，相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术的低功耗、低成本、容量大、安全性高等诸多优势使其在激烈的竞争中逐渐脱颖而出。

Zigbee的由来：

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。正因此，经过人们长期努力，Zigbee协议在2003年中通过后，于2004正式问世了。



Zigbee是什么：

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，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，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；另外整个Zigbee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。例如，你可以通过互联网在北京监控云南某地的一个Zigbee控制网络。不同的是，Zigbee网络主要是为自动化控制数据传输而建立，而移动通信网主要是为语音通信而建立；每个移动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 网络节点不仅本身可以与监控对对象，例如传感器连接直接进行数据采集和监控，它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。每个Zigbee网络节点（FFD和RFD）可以可支持多到31个的传感器和受控设备，每一个传感器和受控设备终可以有8种不同的接口方式。可以采集和传输数字量和模拟量。



Zigbee技术的应用领域：

Zigbee技术的目标就是针对，工业，家庭自动化，智能一卡通,遥测遥控，例如无线门禁,无线考勤,无线消费,无线POS机等.另外Zigbee技术在灯光自动化控制，传感器的无线数据采集和监控，油田，电力，矿山和物流管理等也可应用。



Zigbee 技术的特点：

低速率

数据传输速率只有20~250kb/s，分别提供250kb/s (2.4GHz),40kb/s (915MHz)和20kb/s (868MHZ) 的原始数据吞吐率，满足低速率传输数据的应用需求。

低功耗，低数据量（250KPS）,低成本，使用免费的ISM频段（2.4G）,高的抗干扰性能(DSSS)，

网络容量大

ZIGBEE网络可由一个节点管理若干子节点，最多一个节点可以管理254个子节点。同时该节点还可由上一层网络节点管理。可组成65536个节点的大型网络。

时延短

ZIGBEE的响应速度较快，一般从睡眠状态转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需要30ms，进一步节约了能源。相对而言，Bluetooth需要3~10s，Wi—Fi需要3s.

安全性高

ZIGBEE提供了三级安全模式，包括无安全设定，使用接入控制清单（ACL）防止非法获取数据以及采用高保密性(64位出厂编号和支持AES-128加密)，高集成度和高的可靠性；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个Zigbee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。。



Zigbee的发展前景：

Zigbee技术和RFID 技术在2004年就被列为当今世界发展最快，市场前景最广阔的最新技术中的两个。今后若干年，都将是Zigbee技术飞速发展的时期。



Zigbee技术在我国的应用情况：

尽管，国内不少人已经开始关注Zigbee这们新技术，而且也有不少单位开始涉足Zigbee技术的开发工作，然而，由于Zigbee 本身是一种新的系统集成技术，应用软件的开发必须和网络传输，射频技术和底层软硬件控制技术结合在一起。因而深入理解这个来自国外的新技术，再组织一个在这几个方面都有丰富经验的配套的队伍，本身就不是一件容易的事情，因而，到目前为止，国内目前除了广州市一卡通计算机服务有限公司，真正将Zigbee技术开发成产品，并成功地用于解决几个领域的实际生产问题而外，尚未见到其它报道。



Zigbee 和现有移动网（GPRS，CDMA-1X）的比较：

1． 无网络使用费：使用移动网需要长期支付网络使用费，而且是按节点终端的数量计算的，而Zigbee没有这笔费用；

2． 设备投入低：使用移动网需要购买移动终端设备，每个终端的价格在人民币1000元上下，而使用Zigbee 网络，不仅Zigbee网络节点模块（相当于基站）费用每只人民币不到1000元，而且，主要使用的网络子节点（相当于手机）的价格还要低得多；

3． 通信更可靠：由于现有移动网主要是为手机通信而设计的，尽管CDMA-1X和GPRS可以进行数据通信，但实践发现，不仅通信数率比设计速率低很多，而且数据通信的可靠信也存在一定的问题。而Zigbee网络则是专门为控制数据的传输而设计的,因而控制数据的传输具有相当的保证。

4． 高度的灵活性和低成本：首先，通过使用覆盖距离不同,功能不同的Zigbee网络节点，以及其它非Zigbee系统的低成本的无线收发模块，建立起一个Zigbee局部自动化控制网，再通过互联网或移动网与远端的计算机相连，从而实现低成本，高效率的工业自动化遥测遥控；

5． 比起现有的移动网来，尽管Zigbee仅仅只是一个局域网，覆盖区域有限，但它却可以与现有的移动网，互联网和其它通信网络相连接，将许多Zigbee局域网相互连成为一个整体。有效的解决移动网的盲区覆盖问题：我们知道，现有移动网络在许多地方存在盲区，特别是铁路，公路，油田，矿山等野外，更是如此。而增加一个移动基站或直放站的费用是相当可观的，此时使用Zigbee网络进行盲区覆盖不仅经济有效，而且往往是现在唯一可行手段。

Zigbee与现有数传电台的比较：

1． 可靠性高：由于Zigbee模块的集成度远比一般数传电台高，分离元器件少，因而可靠性更高；

2． 使用方便安全：因为集成度高，比起一般数传电台来，Zigbee收法模块体积可以做得很小，而且功耗低，最大发射电流比一个CDMA手机还要小许多，因而很容易集成或直接安放在到设备之中，不仅使用方便，而且在户外使用时，不容易受到破坏；并向用户提供Zigbee无线网络平台的演示/应用套件,和具体应用开发资料。

3． 抗干扰力强，保密性好，误码率低：Zigbee收发模块使用的是2.4G 直序扩频技术，比起一般FSK, ASK和跳频的数传电台来，具有更好的抗干扰能力，和更远的传输距离；

4． 免费频段：Zigbee使用的是免费频段，而许多数传电台所使用的频段不仅需要申请，而且每年都需要向国家无委会交纳相当的频率使用费。