什么是Zigbee技術(shù)？ZigBee模塊應(yīng)用有哪些呢？

Zigbee技術(shù)是一種應(yīng)用于短距離和低速率下的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，Zigbee過(guò)去又稱(chēng)為“HomeRF Lite”和“FireFly”技術(shù), 統(tǒng)一稱(chēng)為Zigbee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。

Zigbee這個(gè)名字的靈感來(lái)源于蜂群的交流方式：蜜蜂通過(guò)Z字形飛行來(lái)通知發(fā)現(xiàn)的食物的位置、距離和方向等信息。Zigbee聯(lián)盟便以此作為這個(gè)新一代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的名稱(chēng)。

蜜蜂在發(fā)現(xiàn)花叢后會(huì)通過(guò)一種特殊的肢體語(yǔ)言來(lái)告知同伴新發(fā)現(xiàn)的食物源位置等信息，這種肢體語(yǔ)言就是ZigZag行舞蹈，是蜜蜂之間一種簡(jiǎn)單傳達(dá)信息的方式。借此意義Zigbee作為新一代無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的命名。在此之前ZigBee也被稱(chēng)為“HomeRF Lite”、“RF- EasyLink”或“fireFly”無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，統(tǒng)稱(chēng)為ZigBee。

簡(jiǎn)單的說(shuō)，ZigBee是一種高可靠的無(wú)線(xiàn)數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類(lèi)似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。ZigBee數(shù)傳模塊類(lèi)似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米、幾公里，并且支持無(wú)限擴(kuò)展。

ZigBee技術(shù) ZigBee是一個(gè)由可多到65535個(gè)無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無(wú)線(xiàn)數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無(wú)限擴(kuò)展。

與移動(dòng)通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它必須具有簡(jiǎn)單，使用方便，工作可靠，價(jià)格低的特點(diǎn)。而移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語(yǔ)音通信而建立，每個(gè)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)不僅本身可以作為監(jiān)控對(duì)象，例如其所連接的傳感器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過(guò)來(lái)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(wú)線(xiàn)連接。

ZigBee 是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、控制和傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)。為滿(mǎn)足人們對(duì)支持低數(shù)據(jù)速率、低功耗、安全性和可靠性，而且經(jīng)濟(jì)高效的標(biāo)準(zhǔn)型無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)解決方案的需求，ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。核心市場(chǎng)是消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品、能源管理和效率、醫(yī)療保健、家庭自動(dòng)化、電信服務(wù)、樓宇自動(dòng)化以及工業(yè)自動(dòng)化。圍繞ZigBee芯片技術(shù)推出的外圍電路，稱(chēng)之為“ZigBee模塊”，常見(jiàn)的ZigBee模塊都是遵循IEEE802.15.4的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并且運(yùn)行在2.4GHZ的頻段上，另外，歐洲的標(biāo)準(zhǔn)是868MHZ、北美是915MHZ。

技術(shù)簡(jiǎn)介

zigbee模塊 Zigbee是部署無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)。它是一種短距離、低速率無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一種介于無(wú)線(xiàn)標(biāo)記技術(shù)和BlueTooth之間的技術(shù)提案。Zigbee一詞源自蜜蜂群在發(fā)現(xiàn)花粉位置時(shí)，通過(guò)跳ZigZag形舞蹈來(lái)告知同伴，達(dá)到交換信息的目的。借此稱(chēng)呼一種專(zhuān)注于低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的近程無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。

ZigBee協(xié)議是由ZigBee聯(lián)盟制定的無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)，該聯(lián)盟成立于2001年8月。2002年下半年，英國(guó)Invensys公司、日本三菱電氣公司、美國(guó)摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司共同宣布加入ZigBee聯(lián)盟，研發(fā)名為“ZigBee”的下一代無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)，這一事件成為該技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的里程碑。ZigBee聯(lián)盟現(xiàn)有的理事公司包括BM Group，Ember公司，物聯(lián)傳感、飛思卡爾半導(dǎo)體，Honeywell，三菱電機(jī)，摩托羅拉，飛利浦，三星電子，西門(mén)子，及德州儀器。ZigBee聯(lián)盟的目的是為了在全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)上實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單可靠、價(jià)格低廉、功耗低、無(wú)線(xiàn)連接的監(jiān)測(cè)和控制產(chǎn)品進(jìn)行合作，并于2004年12月發(fā)布了第一個(gè)正式標(biāo)準(zhǔn)。

農(nóng)業(yè)大棚解決方案

通過(guò)部署各類(lèi)濕度、光照、二氧化碳傳感器，采用無(wú)線(xiàn)Zigbee技術(shù)傳輸各傳感數(shù)據(jù)至系統(tǒng)平臺(tái)，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，控制空調(diào)、灌溉等設(shè)備的開(kāi)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)大棚的智能化應(yīng)用。

智能家居

智能家居是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線(xiàn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、 ZigBee無(wú)線(xiàn)技術(shù)、智能家居-系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。

礦井人員定位

礦井人員通過(guò)佩戴基于ZigBee技術(shù)的定位卡，系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)井下坑道作業(yè)面工作人員的精確定位，及時(shí)準(zhǔn)確的提供井下人員的數(shù)量、位置、分布情況和每個(gè)人員任意時(shí)刻所在的位置及各時(shí)間段的活動(dòng)軌跡，為事故處理和救援工作提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

樓宇自動(dòng)化應(yīng)用

樓宇自動(dòng)化應(yīng)用通過(guò)將建筑物或建筑群內(nèi)的變配電器、照明、電梯、空調(diào)、供熱、給排水、消防、保安等眾多設(shè)備，通過(guò)ZigBee無(wú)線(xiàn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化管理和控制設(shè)備的運(yùn)行、安全狀況及能源使用情況。 [1]

技術(shù)特點(diǎn)

數(shù)據(jù)傳輸速率低：10Kb/s~250Kb/s，專(zhuān)注于低速率傳輸應(yīng)用

功耗低：在低功耗待機(jī)模式下，兩節(jié)普通 5號(hào)電池可使用 6~24 個(gè)月

成本低：Zigbee 數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡(jiǎn)單，所以大大降低了成本

網(wǎng)絡(luò)容量大：網(wǎng)絡(luò)可容納 65,000 個(gè)設(shè)備

延時(shí)短：典型搜索設(shè)備時(shí)延為 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。

網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力強(qiáng)，通信可靠

數(shù)據(jù)安全：Zigbee 提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和健全功能，采用 AES-128 加密算法(美國(guó)新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一) ，各個(gè)應(yīng)用可靈活確定其安全屬性

ZigBee 技術(shù)在低功耗、低成本和組網(wǎng)能力具有無(wú)可比擬的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

硬件參數(shù)

編輯

電氣參數(shù)

電源: 2V-3.6V 典型值:3.3V

模塊總功耗:A無(wú)線(xiàn)模塊不工作時(shí)平均功耗 22-25mW

B無(wú)線(xiàn)模塊工作時(shí)平均功耗 130-135mW

C無(wú)線(xiàn)模塊工作時(shí)峰值功耗 140-150mW

發(fā)射功率：100mW

天線(xiàn)功率:1dBm

接收靈敏度:-97dBm

信道：11to26

電流:工作電流小于55mA，待機(jī)電流小于5mA

工作頻段:2.4G ISM頻段

環(huán)境溫度:-40~80℃

無(wú)線(xiàn)傳輸距離:200-250m(外接5dB鞭狀天線(xiàn))，300-400m(外接9dB鞭狀天線(xiàn))

外設(shè)端口

1、42個(gè)含復(fù)用的通用數(shù)字輸入輸出口(GPIO)，不復(fù)用ADC /DAC/ UART/ SPI/ I2C/ CAN功能引腳時(shí)最大為9個(gè)

2、3個(gè)串行外設(shè)接口(SPI)，其中1個(gè)復(fù)用ADC

3、2個(gè)內(nèi)部集成總線(xiàn)接口(I2C)，其中1個(gè)復(fù)用UART

4、1個(gè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口(CAN)

5、4個(gè)串行通信接口(UART)，其中1個(gè)復(fù)用I2C

6、12個(gè)模擬量輸入通道(ADC)，其中2個(gè)復(fù)用DAC，4個(gè)復(fù)用SPI

7、2個(gè)模擬量輸出通道(DAC)

8、8個(gè)16位同步定時(shí)器

極限參數(shù)

條件 最小值 最大值 單位

所有電源引腳 -0.3 3.6 V

任一數(shù)字引腳電壓 -0.3 VDD+0.3≤3.6 V

輸入RF水平 10 dBm

存儲(chǔ)溫度范圍 -20 70 ℃

封裝尺寸

尺寸： 38.6*23.2*3mm

重量： 5g