Zigbee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)是什么樣?Zigbee技術(shù)特點(diǎn)介紹

Zigbee網(wǎng)絡(luò)是近幾年比較火熱的焦點(diǎn)之一，對(duì)于Zigbee網(wǎng)絡(luò)，大家可能也有所了解。為增進(jìn)大家對(duì)Zigbee的了解，本文將對(duì)Zigbee的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)、Zigbee適用之處以及Zigbee的技術(shù)特點(diǎn)加以介紹。如果你對(duì)Zigbee，抑或是本文內(nèi)容具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、ZigBee

ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。這一名稱(又稱紫蜂協(xié)議)來(lái)源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說(shuō)蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率。主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡(jiǎn)而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無(wú)線組網(wǎng)通訊技術(shù)。ZigBee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。ZigBee協(xié)議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問(wèn)控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)、應(yīng)用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問(wèn)控制層遵循IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

二、Zigbee的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

接下來(lái)我們?cè)倭私庖幌耑igbee的協(xié)議棧，如下圖所示。

從上圖可以看出，協(xié)議層結(jié)構(gòu)分為硬件與軟件，硬件層包括IEEE802.15.4定義的PHY(物理層)和MAC(介質(zhì)訪問(wèn)層)，軟件層為Zigbee聯(lián)盟定義的NWK(網(wǎng)絡(luò)層)、APS(應(yīng)用程序支持層)、APL(應(yīng)用層)。對(duì)于Zigbee協(xié)議棧的使用者而言，無(wú)非就是利用協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)Zigbee設(shè)備組網(wǎng)、數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收功能。智能家居開(kāi)發(fā)工程師在采用Zigbee技術(shù)上一般可以通過(guò)以下兩種方式實(shí)現(xiàn)。

一為直接采用Zigbee模塊，模塊與系統(tǒng)控制MCU通信，將要組網(wǎng)和數(shù)據(jù)收發(fā)功能通過(guò)Zigbee模塊去實(shí)現(xiàn)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短、技術(shù)難度小、回避射頻設(shè)計(jì)，缺點(diǎn)是成本高，體積大。

另一種為采用帶有Zigbee功能的SoC，將系統(tǒng)應(yīng)用與Zigbee系統(tǒng)融合為一體。優(yōu)點(diǎn)為集成度高、成本低;缺點(diǎn)為技術(shù)難度高，需要具有一定的射頻設(shè)計(jì)能力。

三、Zigbee適用于何處

需要無(wú)線通信交換信息的低成本裝置;

數(shù)據(jù)的交換量較小、傳輸?shù)乃俾室蟛桓?

功耗要求極低，采用電池供電且需要維持較長(zhǎng)時(shí)間;

需要多個(gè)(尤其是大量)設(shè)備組成無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，主要進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的場(chǎng)合。

Zigbee傳輸距離為數(shù)十米，使用頻段為免費(fèi)的2.4GHz與900MHz頻段，傳輸速率為20kbps至250kbps。BobHeile認(rèn)為，相對(duì)于現(xiàn)有的各種無(wú)線通信技術(shù)，ZigBee技術(shù)的低功耗、低速率是最適合作為傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，這將成為未來(lái)Zigbee技術(shù)主要的發(fā)展方向。此外，Zigbee成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗電量小等特點(diǎn)，使得利用Zigbee技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)具備省電、可靠、成本低、容量大、安全、自愈性強(qiáng)等諸多優(yōu)勢(shì)，基于Zigbee技術(shù)的網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)在組網(wǎng)和選擇網(wǎng)絡(luò)路徑時(shí)更加靈活、自由。

四、zigbee技術(shù)特點(diǎn)

1、數(shù)據(jù)傳輸率低。只有10kb/s~250kb/s，專注于低傳輸應(yīng)用。

2、功耗低。在低耗電待機(jī)模式下，兩節(jié)普通5號(hào)干電池可使用6個(gè)月以上。這也是zigbee的支持者所一直引以為豪的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

3、低成本。因?yàn)閦igbee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡(jiǎn)單，所以大大降低了成本;積極投入zigbee開(kāi)發(fā)的Motorola以及Philips，均已在2003年正式推出芯片，飛利浦預(yù)估，應(yīng)用于主機(jī)端的芯片成本和其它終端產(chǎn)品的成本比藍(lán)牙更具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。

4、網(wǎng)絡(luò)容量大。每個(gè)zigbee網(wǎng)絡(luò)最多可支持255個(gè)設(shè)備，也就是說(shuō)每個(gè)zigbee設(shè)備可以與另外254臺(tái)設(shè)備相連接。

5、有效范圍小。有效覆蓋范圍10~75m之間，具體依據(jù)實(shí)際****功率的大小和各種不同的應(yīng)用模式而定，基本上能夠覆蓋普通的家庭或辦公室環(huán)境。

6、工作頻段靈活。使用的頻段分別為2.4GHz、868MHz(歐洲)915MHz(美國(guó))，均為免執(zhí)照頻段。

以上便是此次小編帶來(lái)的“Zigbee”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)y具備一定的認(rèn)知。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!