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        深圳市鵬鑫威科技有限公司

        ZigBee技術特點及無線數據傳輸解析

        發布時間:2015/03/23

        ZigBee是一種高可靠的無線數傳網絡,類似于CDMA和GSM網絡。ZigBee數傳模塊類似于移動網絡基站。通訊距離從標準的75m到幾百米、幾公里,并且支持無限擴展。ZigBee是一個由可多到65000個無線數傳模塊組成的一個無線數傳網絡平臺,在整個網絡范圍內,每一個ZigBee網絡數傳模塊之間可以相互通信,每個網絡節點間的距離可以從標準的75m無限擴展。
        ①低功耗。在低耗電待機模式下,2節5號干電池可支持1個節點工作6~24個月,甚至更長。這是ZigBee的突出優勢。相比較,藍牙能工作數周、WiFi可工作數小時。

        ②低成本。通過大幅簡化協議(不到藍牙的1/10),降低了對通信控制器的要求,按預測分析,以8051的8位微控制器測算,全功能的主節點需要32KB代碼,子功能節點少至4KB代碼,而且ZigBee免協議專利費。每塊芯片的價格大約為2美元。

        ③低速率。ZigBee工作在20~250kbps的速率,分別提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps(915 MHz)和20kbps(868 MHz)的原始數據吞吐率,滿足低速率傳輸數據的應用需求。

        ④近距離。傳輸范圍一般介于10~100m之間,在增加發射功率后,亦可增加到1~3km。這指的是相鄰節點間的距離。如果通過路由和節點間通信的接力,傳輸距離將可以更遠。⑤短時延。ZigBee的響應速度較快,一般從睡眠轉入工作狀態只需15ms,節點連接進入網絡只需30ms,進一步節省了電能。相比較,藍牙需要3~10s、WiFi 需要3 s。

        ⑥高容量。ZigBee可采用星狀、片狀和網狀網絡結構,由一個主節點管理若干子節點,最多一個主節點可管理254個子節點;同時主節點還可由上一層網絡節點管理,最多可組成65000 個節點的大網。

        ⑦高安全。ZigBee提供了三級安全模式,包括無安全設定、使用訪問控制清單(Access Control List, ACL) 防止非法獲取數據以及采用高級加密標準(AES 128)的對稱密碼,以靈活確定其安全屬性。

        ⑧免執照頻段。使用工業科學醫療(ISM)頻段,915MHz(美國), 868MHz(歐洲), 2. 4GHz(全球) 。由于此三個頻帶物理層并不相同,其各自信道帶寬也不同,分別為0.6MHz, 2MHz和5MHz。分別有1個, 10個和16個信道。這三個頻帶的擴頻和調制方式亦有區別。擴頻都使用直接序列擴頻(DSSS),但從比特到碼片的變換差別較大。調制方式都用了調相技術,但868MHz和915MHz頻段采用的是BPSK,而2.4GHz頻段采用的是OQPSK。在發射功率為0dBm的情況下,藍牙通常能有10米的作用范圍。而ZigBee在室內通常能達到30-50米的作用距離,在室外空曠地帶甚至可以達到400米(TI CC2530不加功率放大)。所以ZigBee可歸為低速率的短距離無線通信技術。
         

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