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1、簡(jiǎn)介
在藍(lán)牙技術(shù)的使用過程中，人們發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙技術(shù)盡管有許多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在許多缺陷。對(duì)工業(yè)，家庭自動(dòng)化控制和遙測(cè)遙控領(lǐng)域而言，藍(lán)牙技術(shù)顯得太復(fù)雜，功耗大，距離近，組網(wǎng)規(guī)模太小等，……而工業(yè)自動(dòng)化對(duì)無線通信的需求越來越強(qiáng)烈。正因此，經(jīng)過人們長(zhǎng)期努力，Zigbee協(xié)議在2003年中通過后，于2004正式問世了。
ZigBee技術(shù)是一種應(yīng)用于短距離范圍內(nèi)，低傳輸數(shù)據(jù)速率下的各種電子設(shè)備之間的無線通信技術(shù)。ZigBee名字來源于蜂群使用的賴以生存和發(fā)展的通信方式，蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來通知發(fā)現(xiàn)的新食物源的位置、距離和方向等信息，以此作為新一代無線通訊技術(shù)的名稱。ZigBee過去又稱為“HomeRF Lite”、“RF-EasyLink”或“FireFly”無線電技術(shù)，目前統(tǒng)一稱為Zigbee技術(shù)。
2、ZigBee是什么
ZigBee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，十分類似現(xiàn)有的移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊類似移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基站，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，它們之間可以進(jìn)行相互通信；每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75米，到擴(kuò)展后的幾百米，甚至幾公里；另外整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)還可以與現(xiàn)有的其它的各種網(wǎng)絡(luò)連接。例如，你可以通過互聯(lián)網(wǎng)在北京監(jiān)控云南某地的一個(gè)ZigBee控制網(wǎng)絡(luò)。
不同的是，ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，而移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語(yǔ)音通信而建立；每個(gè)移動(dòng)基站價(jià)值一般都在百萬(wàn)元人民幣以上，而每個(gè)ZigBee"基站"卻不到1000元人民幣；每個(gè)ZigBee 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以與監(jiān)控對(duì)對(duì)象，例如傳感器連接直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，它還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過來的數(shù)據(jù)資料；除此之外，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（FFD）還可在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，和多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)（RFD）無線連接。
每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（FFD和RFD）可以可支持多到31個(gè)的傳感器和受控設(shè)備，每一個(gè)傳感器和受控設(shè)備終可以有8種不同的接口方式�？梢圆杉蛡鬏敂�(shù)字量和模擬量。
3、ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)
ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。自從馬可尼發(fā)明無線電以來，無線通信技術(shù)一直向著不斷提高數(shù)據(jù)速率和傳輸距離的方向發(fā)展。例如：廣域網(wǎng)范圍內(nèi)的第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（3G）目的在于提供多媒體無線服務(wù)，局域網(wǎng)范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)從IEEE802.11的1Mbit/s到IEEE802.11g的54Mbit/s的數(shù)據(jù)速率。而當(dāng)前得到廣泛研究的ZigBee技術(shù)則致力于提供一種廉價(jià)的固定、便攜或者移動(dòng)設(shè)備使用的極低復(fù)雜度、成本和功耗的低速率無線通信技術(shù)。這種無線通信技術(shù)具有如下特點(diǎn)：
功耗低：工作模式情況下，ZigBee技術(shù)傳輸速率低，傳輸數(shù)據(jù)量很小，因此信號(hào)的收發(fā)時(shí)間很短，其次在非工作模式時(shí)，ZigBee節(jié)點(diǎn)處于休眠模式。設(shè)備搜索時(shí)延一般為30ms，休眠激活時(shí)延為15ms，活動(dòng)設(shè)備信道接入時(shí)延為15ms。由于工作時(shí)間較短、收發(fā)信息功耗較低且采用了休眠模式，使得ZigBee節(jié)點(diǎn)非常省電，ZigBee節(jié)點(diǎn)的電池工作時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月到2年左右。同時(shí)，由于電池時(shí)間取決于很多因素，例如：電池種類、容量和應(yīng)用場(chǎng)合，ZigBee技術(shù)在協(xié)議上對(duì)電池使用也作了優(yōu)化。對(duì)于典型應(yīng)用，堿性電池可以使用數(shù)年，對(duì)于某些工作時(shí)間和總時(shí)間（工作時(shí)間+休眠時(shí)間）之比小于1%的情況，電池的壽命甚至可以超過10年。
數(shù)據(jù)傳輸可靠：ZigBee的媒體接入控制層（MAC層）采用talk-when-ready的碰撞避免機(jī)制。在這種完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制下，當(dāng)有數(shù)據(jù)傳送需求時(shí)則立刻傳送，發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息，并進(jìn)行確認(rèn)信息回復(fù)，若沒有得到確認(rèn)信息的回復(fù)就表示發(fā)生了碰撞，將再傳一次，采用這種方法可以提高系統(tǒng)信息傳輸?shù)目煽啃浴Ｍ瑫r(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突。同時(shí)ZigBee針對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時(shí)延和休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短。
網(wǎng)絡(luò)容量大：ZigBee低速率、低功耗和短距離傳輸?shù)奶攸c(diǎn)使它非常適宜支持簡(jiǎn)單器件。ZigBee定義了兩種器件：全功能器件（FFD）和簡(jiǎn)化功能器件（RFD）。對(duì)全功能器件，要求它支持所有的49個(gè)基本參數(shù)。而對(duì)簡(jiǎn)化功能器件，在最小配置時(shí)只要求它支持38個(gè)基本參數(shù)。一個(gè)全功能器件可以與簡(jiǎn)化功能器件和其他全功能器件通話，可以按3種方式工作，分別為：個(gè)域網(wǎng)協(xié)調(diào)器、協(xié)調(diào)器或器件。而簡(jiǎn)化功能器件只能與全功能器件通話，僅用于非常簡(jiǎn)單的應(yīng)用。一個(gè)ZigBee的網(wǎng)絡(luò)最多包括有255個(gè)ZigBee網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)是主控（Master）設(shè)備，其余則是從屬（Slave）設(shè)備。若是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（Network Coordinator），整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以支持超過64000個(gè)ZigBee網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，再加上各個(gè)Network Coordinator可互相連接，整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目將十分可觀。
兼容性：ZigBee技術(shù)與現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)無縫集成。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（Coordinator）自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，采用載波偵聽/沖突檢測(cè)（CSMA-CA）方式進(jìn)行信道接入。為了可靠傳遞，還提供全握手協(xié)議。
安全性：Zigbee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，在數(shù)據(jù)傳輸中提供了三級(jí)安全性。第一級(jí)實(shí)際是無安全方式，對(duì)于某種應(yīng)用，如果安全并不重要或者上層已經(jīng)提供足夠的安全保護(hù)，器件就可以選擇這種方式來轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。對(duì)于第二級(jí)安全級(jí)別，器件可以使用接入控制清單（ACL）來防止非法器件獲取數(shù)據(jù)，在這一級(jí)不采取加密措施。第三級(jí)安全級(jí)別在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移中采用屬于高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）的對(duì)稱密碼。AES可以用來保護(hù)數(shù)據(jù)凈荷和防止攻擊者冒充合法器件，各個(gè)應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。
實(shí)現(xiàn)成本低：模塊的初始成本估計(jì)在6美元左右，很快就能降到1.5-2.5美元，且Zigbee協(xié)議免專利費(fèi)用。目前低速低功率的UWB芯片組的價(jià)格至少為20美元。而ZigBee的價(jià)格目標(biāo)僅為幾美分。低成本對(duì)于ZigBee也是一個(gè)關(guān)鍵的因素。
時(shí)延短： 通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短，典型的搜索設(shè)備時(shí)延30ms,休眠激活的時(shí)延是15ms, 活動(dòng)設(shè)備信道接入的時(shí)延為15ms。因此ZigBee技術(shù)適用于對(duì)時(shí)延要求苛刻的無線控制（如工業(yè)控制場(chǎng)合等）應(yīng)用。
4、ZigBee協(xié)議框架
Zigbee是一組基于IEEE批準(zhǔn)通過的802.15.4無線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。與其他無線標(biāo)準(zhǔn)如802.11或802.16不同，Zigbee和802.15.4以250Kbps的最大傳輸速率承載有限的數(shù)據(jù)流量。ZigBee V1.0版本的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)連同燈光控制設(shè)備描述已于2004年底推出，其它應(yīng)用領(lǐng)域及相關(guān)設(shè)備的描述也會(huì)在隨后的時(shí)間里陸續(xù)發(fā)布。如圖1所示。
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2018-8-23 17:21 上傳
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圖1ZigBee協(xié)議框架 在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制訂方面，主要是IEEE 802.15.4小組與ZigBee Alliance兩個(gè)組織，兩者分別制訂硬件與軟件標(biāo)準(zhǔn)，兩者的角色分工就如同IEEE 802.11小組與Wi-Fi之關(guān)系。在IEEE 802.15.4方面，2000年12月IEEE成立了802.15.4小組，負(fù)責(zé)制訂MAC與PHY（物理層）規(guī)范，在2003年5月通過802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，802.15.4任務(wù)小組目前在著手制訂802.15.4b標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)主要是加強(qiáng)802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，包括：解決標(biāo)準(zhǔn)有爭(zhēng)議的地方、降低復(fù)雜度、提高適應(yīng)性并考慮新頻段的分配等。ZigBee建立在802.15.4標(biāo)準(zhǔn)之上，它確定了可以在不同制造商之間共享的應(yīng)用綱要。802.15.4僅僅定義了實(shí)體層和介質(zhì)訪問層，并不足以保證不同的設(shè)備之間可以對(duì)話，于是便有了ZigBee聯(lián)盟。
ZigBee兼容的產(chǎn)品工作在IEEE802.15.4的PHY上，其頻段是免費(fèi)開放的，分別為2.4GHz（全球）、915MHz（美國(guó)）和868MHz（歐洲）。采用ZigBee技術(shù)的產(chǎn)品可以在2.4GHz上提供250kbit/s（16個(gè)信道）、在915MHz提供40kbit/s（10個(gè)信道）和在868MHz上提供20kbit/s（1個(gè)信道）的傳輸速率。傳輸范圍依賴于輸出功率和信道環(huán)境，介于10m到100m之間，一般是30m左右。由于ZigBee使用的是開放頻段，已有多種無線通訊技術(shù)使用。因此為避免被干擾，各個(gè)頻段均采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。同時(shí)，PHY的直接序列擴(kuò)頻技術(shù)允許設(shè)備無需閉環(huán)同步。
在這3個(gè)不同頻段，都采用相位調(diào)制技術(shù)，2.4GHz采用較高階的QPSK調(diào)制技術(shù)以達(dá)到250kbit/s的速率，并降低工作時(shí)間，以減少功率消耗。而在915MHz和868MHz方面，則采用BPSK的調(diào)制技術(shù)。相比較2.4GHz頻段，900MHz頻段為低頻頻段，無線傳播的損失較少，傳輸距離較長(zhǎng)，其次此頻段過去主要是室內(nèi)無繩電話使用的頻段，現(xiàn)在因室內(nèi)無繩電話轉(zhuǎn)到2.4GHz，干擾反而比較少。
在MAC層上，主要沿用WLAN中802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的CSMA/CA方式，以提高系統(tǒng)兼容性，所謂的CSMA/CA是在傳輸之前，會(huì)先檢查信道是否有數(shù)據(jù)傳輸，若信道無數(shù)據(jù)傳輸，則開始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，若產(chǎn)生碰撞，則稍后一段時(shí)間重傳。
在網(wǎng)絡(luò)層方面，ZigBee聯(lián)盟制訂可以采用星形和網(wǎng)狀拓?fù)洌苍试S兩者的組合，稱為叢集樹狀。根據(jù)節(jié)點(diǎn)的不同角色，可分為全功能設(shè)備（Full-FunctionDevice；FFD）與精簡(jiǎn)功能設(shè)備（Reduced-Function Device；RFD）。相較于FFD，RFD的電路較為簡(jiǎn)單且存儲(chǔ)體容量較小。FFD的節(jié)點(diǎn)具備控制器（Controller）的功能，能夠提供數(shù)據(jù)交換，而RFD則只能傳送數(shù)據(jù)給FFD或從FFD接收數(shù)據(jù)。
ZigBee協(xié)議套件緊湊且簡(jiǎn)單，具體實(shí)現(xiàn)的硬件需求很低，8位微處理器80c51即可滿足要求，全功能協(xié)議軟件需要32K字節(jié)的ROM，最小功能協(xié)議軟件需求大約4K字節(jié)的ROM。
ZigBee-WiFi二者對(duì)比及各優(yōu)勢(shì)
： 硬件內(nèi)存需求對(duì)比：ZigBee：32~64KB+；WiFi：1MB+；ZigBee硬件需求低。
電池供電上電可持續(xù)時(shí)間對(duì)比：ZigBee：100~1000天；WiFi：1~5天；ZigBee功耗低。 傳輸距離對(duì)比（一般用法，無大功率天線發(fā)射裝置）：ZigBee：1~1000M；WiFi：1~100M；ZigBee傳輸距離長(zhǎng)。ZigBee劣勢(shì)： 網(wǎng)絡(luò)帶寬對(duì)比：ZigBee：20~250KB/s；WiFi：11000KB/s；ZigBee帶寬低，傳輸慢。 摘抄：
相同點(diǎn)：
1.二者都是短距離的無線通信技術(shù)；
2.都是使用2.4GHz頻段
3.都是采用DSSS技術(shù)；
區(qū)別：
1.傳輸速度不同。 ZigBee的傳輸速度不高（<250Kbps），但是功耗很低，使用電池供電一般能用3個(gè)月以上；WiFi，就是常說的無線局域網(wǎng)，速率大（11Mbps），功耗也大，一般外接電源；
2.應(yīng)用場(chǎng)合不同。 ZigBee用于低速率、低功耗場(chǎng)合，比如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，適用于工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居控制等領(lǐng)域。WiFi，一般是用于覆蓋一定范圍（如1棟樓）的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（覆蓋范圍100米左右）。表現(xiàn)形式就是我們常用的無線路由器。在一棟樓內(nèi)布設(shè)1個(gè)無線路由器，樓內(nèi)的筆記本電腦（帶無線網(wǎng)卡），基本都可以無線上網(wǎng)了。
3.市場(chǎng)現(xiàn)狀 ZigBee作為一種新興技術(shù)，自04年發(fā)布第一個(gè)版本的標(biāo)準(zhǔn)以來，正處在高速發(fā)展和推廣當(dāng)中；目前因?yàn)槌杀尽⒖煽啃苑矫娴脑�，還沒有大規(guī)模推廣；WiFi，技術(shù)成熟很多，應(yīng)用也很多了。 總體上說，二者的區(qū)別較大，市場(chǎng)定位不同，相互之間的競(jìng)爭(zhēng)不是很大。只不過二者在技術(shù)上有共同點(diǎn)，二者的相互干擾還是比較大的，尤其是WiFi對(duì)于ZigBee的干擾。
1、簡(jiǎn)介
在藍(lán)牙技術(shù)的使用過程中，人們發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙技術(shù)盡管有許多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在許多缺陷。對(duì)工業(yè)，家庭自動(dòng)化控制和遙測(cè)遙控領(lǐng)域而言，藍(lán)牙技術(shù)顯得太復(fù)雜，功耗大，距離近，組網(wǎng)規(guī)模太小等，……而工業(yè)自動(dòng)化對(duì)無線通信的需求越來越強(qiáng)烈。正因此，經(jīng)過人們長(zhǎng)期努力，Zigbee協(xié)議在2003年中通過后，于2004正式問世了。
ZigBee技術(shù)是一種應(yīng)用于短距離范圍內(nèi)，低傳輸數(shù)據(jù)速率下的各種電子設(shè)備之間的無線通信技術(shù)。ZigBee名字來源于蜂群使用的賴以生存和發(fā)展的通信方式，蜜蜂通過跳ZigZag形狀的舞蹈來通知發(fā)現(xiàn)的新食物源的位置、距離和方向等信息，以此作為新一代無線通訊技術(shù)的名稱。ZigBee過去又稱為“HomeRF Lite”、“RF-EasyLink”或“FireFly”無線電技術(shù)，目前統(tǒng)一稱為Zigbee技術(shù)。
2、ZigBee是什么
ZigBee是一個(gè)由可多到65000個(gè)無線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，十分類似現(xiàn)有的移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊類似移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基站，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，它們之間可以進(jìn)行相互通信；每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75米，到擴(kuò)展后的幾百米，甚至幾公里；另外整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)還可以與現(xiàn)有的其它的各種網(wǎng)絡(luò)連接。例如，你可以通過互聯(lián)網(wǎng)在北京監(jiān)控云南某地的一個(gè)ZigBee控制網(wǎng)絡(luò)。
不同的是，ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，而移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語(yǔ)音通信而建立；每個(gè)移動(dòng)基站價(jià)值一般都在百萬(wàn)元人民幣以上，而每個(gè)ZigBee"基站"卻不到1000元人民幣；每個(gè)ZigBee 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以與監(jiān)控對(duì)對(duì)象，例如傳感器連接直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，它還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過來的數(shù)據(jù)資料；除此之外，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（FFD）還可在自己信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，和多個(gè)不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(diǎn)（RFD）無線連接。
每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（FFD和RFD）可以可支持多到31個(gè)的傳感器和受控設(shè)備，每一個(gè)傳感器和受控設(shè)備終可以有8種不同的接口方式�？梢圆杉蛡鬏敂�(shù)字量和模擬量。
3、ZigBee技術(shù)的特點(diǎn)
ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。自從馬可尼發(fā)明無線電以來，無線通信技術(shù)一直向著不斷提高數(shù)據(jù)速率和傳輸距離的方向發(fā)展。例如：廣域網(wǎng)范圍內(nèi)的第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（3G）目的在于提供多媒體無線服務(wù)，局域網(wǎng)范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)從IEEE802.11的1Mbit/s到IEEE802.11g的54Mbit/s的數(shù)據(jù)速率。而當(dāng)前得到廣泛研究的ZigBee技術(shù)則致力于提供一種廉價(jià)的固定、便攜或者移動(dòng)設(shè)備使用的極低復(fù)雜度、成本和功耗的低速率無線通信技術(shù)。這種無線通信技術(shù)具有如下特點(diǎn)：
功耗低：工作模式情況下，ZigBee技術(shù)傳輸速率低，傳輸數(shù)據(jù)量很小，因此信號(hào)的收發(fā)時(shí)間很短，其次在非工作模式時(shí)，ZigBee節(jié)點(diǎn)處于休眠模式。設(shè)備搜索時(shí)延一般為30ms，休眠激活時(shí)延為15ms，活動(dòng)設(shè)備信道接入時(shí)延為15ms。由于工作時(shí)間較短、收發(fā)信息功耗較低且采用了休眠模式，使得ZigBee節(jié)點(diǎn)非常省電，ZigBee節(jié)點(diǎn)的電池工作時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月到2年左右。同時(shí)，由于電池時(shí)間取決于很多因素，例如：電池種類、容量和應(yīng)用場(chǎng)合，ZigBee技術(shù)在協(xié)議上對(duì)電池使用也作了優(yōu)化。對(duì)于典型應(yīng)用，堿性電池可以使用數(shù)年，對(duì)于某些工作時(shí)間和總時(shí)間（工作時(shí)間+休眠時(shí)間）之比小于1%的情況，電池的壽命甚至可以超過10年。
數(shù)據(jù)傳輸可靠：ZigBee的媒體接入控制層（MAC層）采用talk-when-ready的碰撞避免機(jī)制。在這種完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制下，當(dāng)有數(shù)據(jù)傳送需求時(shí)則立刻傳送，發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息，并進(jìn)行確認(rèn)信息回復(fù)，若沒有得到確認(rèn)信息的回復(fù)就表示發(fā)生了碰撞，將再傳一次，采用這種方法可以提高系統(tǒng)信息傳輸?shù)目煽啃�。同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突。同時(shí)ZigBee針對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時(shí)延和休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短。
網(wǎng)絡(luò)容量大：ZigBee低速率、低功耗和短距離傳輸?shù)奶攸c(diǎn)使它非常適宜支持簡(jiǎn)單器件。ZigBee定義了兩種器件：全功能器件（FFD）和簡(jiǎn)化功能器件（RFD）。對(duì)全功能器件，要求它支持所有的49個(gè)基本參數(shù)。而對(duì)簡(jiǎn)化功能器件，在最小配置時(shí)只要求它支持38個(gè)基本參數(shù)。一個(gè)全功能器件可以與簡(jiǎn)化功能器件和其他全功能器件通話，可以按3種方式工作，分別為：個(gè)域網(wǎng)協(xié)調(diào)器、協(xié)調(diào)器或器件。而簡(jiǎn)化功能器件只能與全功能器件通話，僅用于非常簡(jiǎn)單的應(yīng)用。一個(gè)ZigBee的網(wǎng)絡(luò)最多包括有255個(gè)ZigBee網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)是主控（Master）設(shè)備，其余則是從屬（Slave）設(shè)備。若是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（Network Coordinator），整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以支持超過64000個(gè)ZigBee網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，再加上各個(gè)Network Coordinator可互相連接，整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目將十分可觀。
兼容性：ZigBee技術(shù)與現(xiàn)有的控制網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)無縫集成。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（Coordinator）自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，采用載波偵聽/沖突檢測(cè)（CSMA-CA）方式進(jìn)行信道接入。為了可靠傳遞，還提供全握手協(xié)議。
安全性：Zigbee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，在數(shù)據(jù)傳輸中提供了三級(jí)安全性。第一級(jí)實(shí)際是無安全方式，對(duì)于某種應(yīng)用，如果安全并不重要或者上層已經(jīng)提供足夠的安全保護(hù)，器件就可以選擇這種方式來轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)。對(duì)于第二級(jí)安全級(jí)別，器件可以使用接入控制清單（ACL）來防止非法器件獲取數(shù)據(jù)，在這一級(jí)不采取加密措施。第三級(jí)安全級(jí)別在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移中采用屬于高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）的對(duì)稱密碼。AES可以用來保護(hù)數(shù)據(jù)凈荷和防止攻擊者冒充合法器件，各個(gè)應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。
實(shí)現(xiàn)成本低：模塊的初始成本估計(jì)在6美元左右，很快就能降到1.5-2.5美元，且Zigbee協(xié)議免專利費(fèi)用。目前低速低功率的UWB芯片組的價(jià)格至少為20美元。而ZigBee的價(jià)格目標(biāo)僅為幾美分。低成本對(duì)于ZigBee也是一個(gè)關(guān)鍵的因素。
時(shí)延短： 通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短，典型的搜索設(shè)備時(shí)延30ms,休眠激活的時(shí)延是15ms, 活動(dòng)設(shè)備信道接入的時(shí)延為15ms。因此ZigBee技術(shù)適用于對(duì)時(shí)延要求苛刻的無線控制（如工業(yè)控制場(chǎng)合等）應(yīng)用。
4、ZigBee協(xié)議框架
Zigbee是一組基于IEEE批準(zhǔn)通過的802.15.4無線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。與其他無線標(biāo)準(zhǔn)如802.11或802.16不同，Zigbee和802.15.4以250Kbps的最大傳輸速率承載有限的數(shù)據(jù)流量。ZigBee V1.0版本的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)連同燈光控制設(shè)備描述已于2004年底推出，其它應(yīng)用領(lǐng)域及相關(guān)設(shè)備的描述也會(huì)在隨后的時(shí)間里陸續(xù)發(fā)布。如圖1所示。
圖1ZigBee協(xié)議框架
在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制訂方面，主要是IEEE 802.15.4小組與ZigBee Alliance兩個(gè)組織，兩者分別制訂硬件與軟件標(biāo)準(zhǔn)，兩者的角色分工就如同IEEE 802.11小組與Wi-Fi之關(guān)系。在IEEE 802.15.4方面，2000年12月IEEE成立了802.15.4小組，負(fù)責(zé)制訂MAC與PHY（物理層）規(guī)范，在2003年5月通過802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，802.15.4任務(wù)小組目前在著手制訂802.15.4b標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)主要是加強(qiáng)802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，包括：解決標(biāo)準(zhǔn)有爭(zhēng)議的地方、降低復(fù)雜度、提高適應(yīng)性并考慮新頻段的分配等。ZigBee建立在802.15.4標(biāo)準(zhǔn)之上，它確定了可以在不同制造商之間共享的應(yīng)用綱要。802.15.4僅僅定義了實(shí)體層和介質(zhì)訪問層，并不足以保證不同的設(shè)備之間可以對(duì)話，于是便有了ZigBee聯(lián)盟。
ZigBee兼容的產(chǎn)品工作在IEEE802.15.4的PHY上，其頻段是免費(fèi)開放的，分別為2.4GHz（全球）、915MHz（美國(guó)）和868MHz（歐洲）。采用ZigBee技術(shù)的產(chǎn)品可以在2.4GHz上提供250kbit/s（16個(gè)信道）、在915MHz提供40kbit/s（10個(gè)信道）和在868MHz上提供20kbit/s（1個(gè)信道）的傳輸速率。傳輸范圍依賴于輸出功率和信道環(huán)境，介于10m到100m之間，一般是30m左右。由于ZigBee使用的是開放頻段，已有多種無線通訊技術(shù)使用。因此為避免被干擾，各個(gè)頻段均采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。同時(shí)，PHY的直接序列擴(kuò)頻技術(shù)允許設(shè)備無需閉環(huán)同步。
在這3個(gè)不同頻段，都采用相位調(diào)制技術(shù)，2.4GHz采用較高階的QPSK調(diào)制技術(shù)以達(dá)到250kbit/s的速率，并降低工作時(shí)間，以減少功率消耗。而在915MHz和868MHz方面，則采用BPSK的調(diào)制技術(shù)。相比較2.4GHz頻段，900MHz頻段為低頻頻段，無線傳播的損失較少，傳輸距離較長(zhǎng)，其次此頻段過去主要是室內(nèi)無繩電話使用的頻段，現(xiàn)在因室內(nèi)無繩電話轉(zhuǎn)到2.4GHz，干擾反而比較少。
在MAC層上，主要沿用WLAN中802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的CSMA/CA方式，以提高系統(tǒng)兼容性，所謂的CSMA/CA是在傳輸之前，會(huì)先檢查信道是否有數(shù)據(jù)傳輸，若信道無數(shù)據(jù)傳輸，則開始進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，若產(chǎn)生碰撞，則稍后一段時(shí)間重傳。
在網(wǎng)絡(luò)層方面，ZigBee聯(lián)盟制訂可以采用星形和網(wǎng)狀拓?fù)�，也允許兩者的組合，稱為叢集樹狀。根據(jù)節(jié)點(diǎn)的不同角色，可分為全功能設(shè)備（Full-FunctionDevice；FFD）與精簡(jiǎn)功能設(shè)備（Reduced-Function Device；RFD）。相較于FFD，RFD的電路較為簡(jiǎn)單且存儲(chǔ)體容量較小。FFD的節(jié)點(diǎn)具備控制器（Controller）的功能，能夠提供數(shù)據(jù)交換，而RFD則只能傳送數(shù)據(jù)給FFD或從FFD接收數(shù)據(jù)。
ZigBee協(xié)議套件緊湊且簡(jiǎn)單，具體實(shí)現(xiàn)的硬件需求很低，8位微處理器80c51即可滿足要求，全功能協(xié)議軟件需要32K字節(jié)的ROM，最小功能協(xié)議軟件需求大約4K字節(jié)的ROM。
ZigBee-WiFi二者對(duì)比及各優(yōu)勢(shì)
： 硬件內(nèi)存需求對(duì)比：ZigBee：32~64KB+；WiFi：1MB+；ZigBee硬件需求低。
電池供電上電可持續(xù)時(shí)間對(duì)比：ZigBee：100~1000天；WiFi：1~5天；ZigBee功耗低。 傳輸距離對(duì)比（一般用法，無大功率天線發(fā)射裝置）：ZigBee：1~1000M；WiFi：1~100M；ZigBee傳輸距離長(zhǎng)。ZigBee劣勢(shì)： 網(wǎng)絡(luò)帶寬對(duì)比：ZigBee：20~250KB/s；WiFi：11000KB/s；ZigBee帶寬低，傳輸慢。 摘抄：
相同點(diǎn)：
1.二者都是短距離的無線通信技術(shù)；
2.都是使用2.4GHz頻段
3.都是采用DSSS技術(shù)；
區(qū)別：
1.傳輸速度不同。 ZigBee的傳輸速度不高（<250Kbps），但是功耗很低，使用電池供電一般能用3個(gè)月以上；WiFi，就是常說的無線局域網(wǎng)，速率大（11Mbps），功耗也大，一般外接電源；
2.應(yīng)用場(chǎng)合不同。 ZigBee用于低速率、低功耗場(chǎng)合，比如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，適用于工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居控制等領(lǐng)域。WiFi，一般是用于覆蓋一定范圍（如1棟樓）的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（覆蓋范圍100米左右）。表現(xiàn)形式就是我們常用的無線路由器。在一棟樓內(nèi)布設(shè)1個(gè)無線路由器，樓內(nèi)的筆記本電腦（帶無線網(wǎng)卡），基本都可以無線上網(wǎng)了。
3.市場(chǎng)現(xiàn)狀 ZigBee作為一種新興技術(shù)，自04年發(fā)布第一個(gè)版本的標(biāo)準(zhǔn)以來，正處在高速發(fā)展和推廣當(dāng)中；目前因?yàn)槌杀�、可靠性方面的原因，還沒有大規(guī)模推廣；WiFi，技術(shù)成熟很多，應(yīng)用也很多了。 總體上說，二者的區(qū)別較大，市場(chǎng)定位不同，相互之間的競(jìng)爭(zhēng)不是很大。只不過二者在技術(shù)上有共同點(diǎn)，二者的相互干擾還是比較大的，尤其是WiFi對(duì)于ZigBee的干擾。
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