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      何為ZigBee

      2020-04-09 14:50:28

      何為ZigBee?

      1、ZigBee是和IEEE類似的組織,但是比IEEE小的多,只專注于物聯網和無線傳感網絡。

      2、ZigBee是一個協議棧,基于IEEE802.15.4,就像ModbusRTU基于串行總線技術,你用這個協議??梢詫崿F一種無線傳感器網絡系統。

      ZigBee技術是無線傳感網絡技術的一個實例化,是能夠改變世界的技術之一,相比較其他無線技術(ADHoc),更簡潔,就像RISCCISC指令集。針對ZigBee的技術細節,ZigBee產品的最終客戶根本不用知道,也就是,ZigBee的產品更易用,簡單,就像Apple phone。

      ZigBee技術基于IEEE802.15.4標準,基于這個標準的技術有兩個特點:

      1、嵌入式、低功耗;(主要是指芯片,基于802.15.4標準的芯片,是集合無線、有線、傳感器、微處理器、休眠技術于一體,芯片化、低功耗設計,與生俱來的優勢!芯片廠商提供提供最簡單的Demo。技術固化,芯片用戶不能修改,容易利用。)

      2、無線自組網(主要是指協議棧,用于軍事和信息領域的、低帶寬、大規模網格通訊;是ZigBee聯盟的主要賣點;協議相對不公開,核心代碼封裝,是軟體,擁有核心代碼就可以修改。)。

      利用ZigBee技術和可以嵌入ZigBee協議的芯片,最簡單你可以實現一種點對點的無線數據通訊,然后,在怎么傳輸信號呢?你有兩種選擇:

      1、通過傳統的有線網絡傳輸;(國內廠家常用方式)

      2、繼續使用ZigBee的高級組網模式無線Mesh(網格)網絡傳輸。(需要掌握ZigBee無線Mesh協議棧的深入技術,會帶來意想不到的效果,比如全無線通訊。)

      無線傳感網絡技術的核心為嵌入式設計(MEMS微芯片技術,片上操作系統SOC等,讓具備CPU功能的芯片可以很微小、功耗低、性能高、多功能)、無線自組網技術(可以通過更接近于現實的通訊交流,讓設備可以自主選擇通訊,是一個顛覆性的特點),當然還有射頻和傳感等技術。這是ZigBee的物理層,是遵循IEEE802.15.4標準。

      ZigBee的網絡層就是Mesh自組網技術,對比技術有ADHoc、802.11n,也是自組網協議,但因為其物理層功耗高和整個架構設計復雜,應用受限,就像Window不能很好的用于移動設備。ZigBee的網絡層也是遵循IEEE802.15.4網絡層標準的,是基于全新物理層的,針對移動自組網,更有效地協議棧,就好像在移動智能手機的安卓系統。

      相比較ZigBee,有很多類似的基于IEEE802.15.4的技術。
      在國外IEEE802.15.4技術很紅火,各個廠家(Chipcon、Freescale)紛紛推出自己基于IEEE802.15.4的芯片;很多創業公司采用這些物理層技術,開發自己的組網協議和應用,比如ZigBee協議應用。接著,大公司吞并擁有無線傳感網絡技術的創業公司,又推出不同的行業應用協議,比如WirelessHART,是基于IEEE802.15.4,并結合Hart協議(類似于RS485串行通訊基礎上的協議)推出的工業無線通訊。很多工業自動化的大公司比如西門子、honeywell都已經采用WirelessHart。如果有非常強的應用,類似按鍵手機發展到智能手機,那么就像Google一樣占領技術制高點,融資,你可以開發專屬的芯片、協議棧和軟件,用自己想用的名字,比如Z9什么的。

      ZigBee技術怎么應用呢?

      在中國,無線傳感網絡芯片一般是采用國外知名廠家的,再做集成封裝。比如Chipcon給你提供芯片、公板、基本的內部固件Firmware),你可以按照提供的Demo調整PCB設計、固件。也可以選擇開源協議棧,比如你的固件可以選擇ZigBee協議棧。不過,如果不交費加入ZigBee聯盟你就沒有技術支持。沒有技術支持,你自己很難修改它,就像很長時間來就有開源的嵌入式Linux,但是,只有谷歌才能在開源的嵌入式Linux基礎上弄出個可以免費使用安卓(開放源代碼)來。

      目前,基于WSN的產品,比如基于ZigBee的應用,雖然尺寸不斷縮小,性能和價格比也在逐步提高,但安裝成本卻并未同步下降,為什么?因為沒有真正使用無線自組網技術。針對IEEE802 .15.4芯片的產品的紅火是基于無線傳感核心芯片的基本應用,比如點對點通訊的有源RFID應用。因為自組網協議的復雜,雖然開源,但是也需要投入很多的研究成本。大家不使用用自組網協議,組網還是用傳統架構,比如以太網、現場總線等,這就省去了很多的研發成本。

      要想將WSN技術用好,比如有專業的硬件、固件和軟件設計等綜合能力的團隊。

      如何利用這些新技術改世界呢?

      在網絡的世界中,衛星通訊網、互聯網、3G/4G移動網等構成公共網,局域網、現場總線、無線自組網等構成私有網。能夠利用這些網么?之間通過什么途徑溝通?如果大量的比人類的數量多的多的需要思維、上網、溝通,那么,必須有適合于物的途徑。傳統技術肯定是不行的,成本太高,諸多局限,需要更先進的技術,比如無線傳感網絡技術就是物聯網關鍵技術之一!這些新技術就是打破傳統的,你如果還是拿著老路子用這些技術,你就不能改變世界。

      何為?想象一下,在物聯網中,儀器、設備等就是機器人(自動執行工作的機器裝置),不但能相互作用,還可以與社交網絡中的操作者、工程師和管理者進行互動。



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