Zigbee与物联网传感器技术的关系?

Zigbee与物联网传感器技术的关系?,第1张

物联网传感器在布局的时候,会产生规模巨大、短距离传输需求高的现象,而且是必须解决的问题。如果采用移动网络(GPRS/cdma)会产生大量运营费用。
而Zigbee就是解决这个问题短距离传输传感器数据的一个技术。
但是,经过我几年来的实际工程案例来看,Zigbee通讯业也有其不可忽视的问题,如稳定性差、距离太短、容易被干扰等。后来,我们是采用了自主研发的通讯技术,才得以解决上述问题。这是后话了。

ZigBee是低速的,低功耗无线控制协议,特色是可以自动组成网络,网络的每个节点可以借力传输数据,网络中需要一个集中节点来管理整个网络,也就意味着ZigBee网络中必须有一个类似路由器的角色,完成ZigBee协议到互联网协议的转换,这个额外的家伙就是hue的Starter包里面的那个Bridge的东西,它本身没有额外的用处,但是可以将其他的灯整合为一个网络,并连接到互联网上。
坏处就是增加了成本,增加了安装的复杂度,而且不能被我们的手机直接连接,必须要转接,好处则是通过Bridge可以让ZigBee灯连接到互联网上,从而具备了更多的远程访问能力(也意味着风险),hue就是基于这种技术的产品,每个子网大约支持50个节点。
ZigBee产品通常功耗较低,成本也相对于Wi-Fi产品低一些,与低功耗蓝牙产品相仿。

如果是厂家的话,建议别自己研究了,直接用易微联一类的成熟方案吧,成本低效率高
不过还是回答一下你吧
1、物理层(PHY)
物理层定义了物理无线信道和MAC 子层之间的接口,提供物理层数据服务和物理层管
理服务。物理层数据服务从无线物理信道上收发数据。物理管理服务维护一个由物理层相关数据组成的数据库。
2、MAC 层
MAC 层负责处理所有的物理无线信道访问,并产生网络信号、同步信号;支持PAN 连接和分离,提供两个对等MAC 实体之间可靠的链路。_MAC 层数据服务:保证MAC 协议数据单元在物理层数据服务中正确收发。MAC 层管理服务:维护一个存储MAC 子层协议状态相关信息的数据库。
3、网络层(NWK)
ZigBee 协议栈的核心部分在网络层。网络层主要实现节点加入或离开网络、接收或抛弃其他节点、路由查找及传送数据等功能,支持Cluster-Tree 等多种路由算法,支持星形(Star)、树形(Cluster-Tree)、网格(Mesh)等多种拓扑结构。
4、应用层(APL)
ZigBee 应用层框架包括应用支持层(APS)、ZigBee 设备对象(ZDO)和制造商所定义的应用对象。应用支持层的功能包括:维持绑定表、在绑定的设备之间传送消息。所谓绑定就是基于两台设备的服务和需求将它们匹配地连接起来。

现在无线通读热了起来。三个最大的Wifi、ZigBee、蓝牙它们三个始终困惑着我。那么它们三个有什么区别呢

Zigbee 和蓝牙都是一项无线通信技术。ZigBee的传输距离视发射功率而定,有几百到几千米不等,不过传输率却只有250kps的,但是这个只是理论值。一般也就20-30kps而蓝牙的传输距离仅仅只有10米左右,传输速度是18M/s~21M/s,zigBee应用于智能家居的比较多,而蓝牙应用于特别短距离的文件传输。

社会的不断发展,无线的优点已经逐步显现。如;无线通信覆盖范围大,几乎不受地理环境限制:无线通信可以随时架设,随时增加链路,安装、扩容方便;无线通信可以迅速(数十分钟内)组建起通信链路,实现临时,应急、抗灾通信的目的:而有线通信则有地埂的限制、较长的响应时间。无线通信在可靠性、可用性和抗毁性等方面走出了传统的有线通信方式,尤其在一些特殊的地理环境下,无线比有线方便得多。随着无线通讯的发展及成熟。在工业控制、医疗、汽车电子。都广泛的应用

ZigBee、Wi-Fi、蓝牙和几种无线技术的对比如下表所示:

1、WIFI,WIFI是目前应用最广泛的无线通信技术,传输距离在100-300M,速率可达300Mbps,功耗10-50mA。

2、Zigbee,传输距离50-300M,速率250kbps,功耗5mA,最大特点是可自组网,网络节点数最大可达65000个。

3、蓝牙,传输距离2-30M,速率1Mbps,功耗介于zigbee和WIFI之间。

这3种无线技术,从传输距离来说,是WIFI》ZigBee》蓝牙;从功耗来说,是WIFI》蓝牙》ZigBee,后两者仅靠电池供电即可;从传输速率来讲,是WIFI》ZigBee》蓝牙。

目前来说,WIFI的优势是应用广泛,已经普及到千家万户。ZigBee的优势是低功耗和自组网;电力载波的优势是传输速率;蓝牙的优势组网简单。然而,这3种技术,也都有各自的不足,没有一种技术能完全满足智能家居的全部要求。

ZigBee基于IEEE802154标准的低功耗局域网协议,是一个开放的无线网络状网络技术。与传统星型、点对点、网状网络采用最低成本节点为所有联网设备提供覆盖的架构不同,ZigBee采用动态、自主的路由协议,基于AODV的路由技术。在AODV中,一个节点需要连接时,则将广播一条路由请求报文,其他节点在路由表中查找,如果有到达目标节点的路由,则向源节点反馈,源节点挑选一条可靠、跳数最小的路线,并存储信息到本地路由表以便用于未来所需,如果一条路由线路失败,节点能够简单的选择另一条替代路由线路。如果源和目的地之间的最短线路由于墙壁或多径干扰而被阻塞,ZigBee能够自适应的找到一条更长但可用的路由线路。这种独特的架构使ZigBee拥有近距离、低复杂度、自组织、低功耗、高数据速率的特点。

ZigBee基于IEEE802154标准的低功耗局域网协议,是一个开放的无线网络状网络技术。与传统星型、点对点、网状网络采用最低成本节点为所有联网设备提供覆盖的架构不同,ZigBee采用动态、自主的路由协议,基于AODV的路由技术。在AODV中,一个节点需要连接时,则将广播一条路由请求报文,其他节点在路由表中查找,如果有到达目标节点的路由,则向源节点反馈,源节点挑选一条可靠、跳数最小的路线,并存储信息到本地路由表以便用于未来所需,如果一条路由线路失败,节点能够简单的选择另一条替代路由线路。如果源和目的地之间的最短线路由于墙壁或多径干扰而被阻塞,ZigBee能够自适应的找到一条更长但可用的路由线路。这种独特的架构使ZigBee拥有近距离、低复杂度、自组织、低功耗、高数据速率的特点。

正因为ZigBee这些特点,使其主要适用于自动控制以及远程控制领域,目的是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制,典型应用如无线传感网络,在家庭/商业自动化领域、智慧能源、健康医疗及零售等领域,ZigBee也被证明是可靠的无线网络解决方案。 在开发24 GHz ZigBee无线网络应用时,设计工程师通常会面临系统分割的选择:对ZigBee的连接性及网络处理解决方案而言,最佳的整合层级为何从效能、功耗及成本的角度来看,何者是最适合的选择——是将24 GHz无线收发器及处理核心整合为单芯片解决方案的ZigBee系统单芯片(SoC)比较好还是具有独立收发器及主处理器的离散式方案较佳

而随着ZigBee在自动化控制、移动互联网络、智能可穿戴设备领域越加频繁的应用,业内对于低耗能传感器及芯片在连通性和兼容性方面有着迫切的要求。对此,ZigBee联盟推出新协议920IP,该标准是全球首个基于互联网通讯协定第6版(IPv6)的无线网格网络(Mesh Networking)解决方案,未来将应用于低耗电量和低成本的家庭能源管理的网格网络及其相关设备中,提升物联网设备的能效和互通性。随着此协议的推出,ZigBee在物联网中的功能逐步完善,物联网设备效能将会极大提高。

LoRa的应用场景

(1)智能抄表(对网络可用性有高要求)

(2)道路泊车检测器

(3)野外郊区作业,如矿业、采掘业、郊区重工业等;

(4)区域集中型(用户希望建设私网)


NB-loT的应用场景

(1)共享单车

(2)智能抄表(业主对采集频率不高,对网络可用性没有高要求的)

(3)蓄水/管网监测

(4)智能穿戴系列

(5)智能停车

(6)道路停车检测器

(7)矿区、采掘业、郊区重工业等领域和郊区

(8)区域集中式:例如,大学、普教、园区等场所


ZigBee应用场景

(1)数字家庭

(2)自动抄表

(3)工业行业

(4)医疗监控


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