ZigBee技术的应用实例

ZigBee技术的应用实例

ZigBee 模块是一种物联网无线数据终端，利用ZigBee网络为用户提供无线数据传输功能。

该产品采用高性能的工业级ZigBee方案，提供SMT与DIP接口，可直接连接TTL接口设备，实现数据透明传输功能；低功耗设计，最低功耗小于1mA；提供6路I/O，可实现数字量输入输出、脉冲输出；其中有3路I/O还可实现模拟量采集、脉冲计数等功能。

该产品已广泛应用于物联网产业链中的M2M行业，如智能电网、智能交通、智能家居、金融、移动POS终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消防、公共安全、环境保护、气象、数字化医疗、遥感勘测、农业、林业、水务、煤矿、石化等领域。

应用设计

1.采用高性能工业级ZigBee芯片

2.低功耗设计，支持多级休眠和唤醒模式，最大限度降低功耗

3.电源输入（DC 2.0～3.6V）

稳定可靠

1.WDT看门狗设计，保证系统稳定

2.提供TTL串行接口，SPI接口。

3.天线接口防雷保护（可选）

标准易用

1.采用2.0的SMA与DIP接口，特别适合于不同用户的应用需求。

2.提供TTL接口可直接连相同电压的TTL串口设备

3.智能型数据模块，上电即可进入数据传输状态

4.使用方便，灵活，多种工作模式选择

5.方便的系统配置和维护接口

6.支持串口软件升级和远程维护

功能强大

1.支持ZigBee无线短距离数据传输功能

2.具备中继路由和终端设备功能

3.支持点对点、点对多点、对等和Mesh网络

4.网络容量大：65535个节点

5.节点类型灵活：中心节点、路由节点、终端节点可任意设置；

6.发送模式灵活：广播发送或目标地址发送模式可选

7.通信距离大

8.提供6路I/O，可实现6路数字量输入输出；兼容6路脉冲输出、3路模拟量输入、3路脉冲计数功能

ZigBee技术的技术特点

ZigBee是一种无线连接，可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。作为一种无线通信技术，ZigBee具有如下特点：

(1) 低功耗: 由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式，功耗低,因此ZigBee设备非常省电。据估算，ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备望尘莫及的。

(2) 成本低： ZigBee模块的初始成本在6美元左右，估计很快就能降到1.5―2.5美元, 并且ZigBee协议是免专利费的。低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。

(3) 时延短: 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms, 活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。

(4) 网络容量大： 一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备， 一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络, 而且网络组成灵活。

(5) 可靠: 采取了碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式， 每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。

(6) 安全： ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证， 采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。

3种Zigbee规格

Zigbee PRO：它旨在为物联网提供支持低成本且高度可靠的设备到设备通信网络的功能。Zigbee PRO还有一项新功能，它提供绿色电源，可以不需要电池或交流电源的能量收集或自供电设备。

ZigbeeRF4CE：专为简单的双向设备间控制应用而设计，它不需要Zigbee规范提供的全功能网状网络功能。

ZigbeeIP：ZigbeeIP优化了基于IPv6的全无线网状网络的标准，提供Internet连接以控制低功耗和低成本的设备。

ZigBe包含3种节点类型，即：协调器，路由节点和终端节点。

协调器――启动网络和维护网络

路由节点――转发数据包

终端节点――发送和接收数据。

Zigbee协议无线通信技术的特点：

低速率：数据传输速率在10Kb/s〜250Kb/s之间

低功耗：在低功耗待机模式下，两节普通5号电池可以使用6到24个月

成本低：Zigbee数据传输速率低，协议简单，大大降低了成本

网络容量大：网络可容纳65,000个设备

短延迟：典型的搜索设备延迟为30ms，睡眠激活延迟为15ms，活动设备通道访问延迟为15ms。

数据安全性：Zigbee提供数据完整性检查和声音功能，采用AES-128加密算法，并且每个应用程序都可以灵活确定其安全属性

zigBee技术的低复杂度、低功耗、低速率、低成本、自组织网络、高可靠性、超出视线范围等特征，让zigbee技术广受欢迎。该技术工作频率为868MHz、915MHz或2.4GHz，其中2.4GHz为通用ISM频率。目前常见的zigbee芯片有：TI生产的CC2530,CC2538，Siliconlabs生产的EM35系列。