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Zigbee传输的优缺点

Zigbee协议在物联网领域具备重要应用,采用Zigbee网络协议,可以在短距离内进行很好的网络传输。

优点:

1、低功耗:工作模式下,ZigBee技术的传输速率低,传输数据量很小,因此信号的收发时间很短。在非工作模式情况下,ZigBee的节点处于休眠状态。

2、低成本:通过大幅简化协议,降低了对节点存储和计算能力的要求。根据研究以8051的8位微控制器测算,全功能设备需要32K的代码,精简功能只需要4KB的代码,而且ZigBee协议专利免费。

3、低速率:ZigBee工作在20-250kbit/s的较低速率,分别提供250kbit/s(2.4GHz)、40kbit/s(915MHz)和20kbit/s(868MHz)的原始数据吞吐率,能够满足低速率传输数据的应用要求。

4、近距离:ZigBe设备点对点的传输范围一般介于10-100米之间。在增加射频发射功率后,传输范围可增加到1-3km。如果通过路由和节点间的转发,传输距离可以更远。

5、短时延:ZigBee响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需要15ms。节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。相比较蓝牙需要3-10秒,WIFI需要3秒。

6、网络容量大:ZigBee低速率、低功耗和短距离传输的特点使得它非常适宜支撑简单器件。ZigBee定义了两种器件:全功能器件(FFD)和简化功能器件(RFD)。对于全功能器件,要求它支撑所有的49个参数。而对于简化功能器件,在最小配置时只要求他支撑38个参数。一个全功能器件可以与简化功能器件和其他全功能器件通话,可以按3种方式工作,分别是个域网协调器、协调器或器件。而简化功能器件只能与全功能器件通话,仅用于非常简单的应用。一个ZigBee的网络节点最多包括有255个ZigBee网络节点,其中有一个是主控(Master)设备,其余则是从属(Slove)设备。若是通过网络协调器(NetworkCoordinator),整个网络可以支撑超过64000个ZigBee网络节点,再加上各个网络协调器可以相互连接,整个ZigBee的网络节点的数目将是十分可观。

7、高安全:ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能。在数据传输过程中提供了三级安全性。第一级实际是无安全方式,对于某种应用,如果安全并不重要或者上层已经提供了足够的安全保护,器件就可以选择这种方式来转移数据。对于第二级的安全级别,器件可以使用接入控制清单(ACL)来防止非法器件来获取数据,在这一级不采取加密措施。第三级安全级别在数据传输过程中,采用AES的对称密码。AES可以用来保护数据净荷和防止攻击者冒充合法用户。

8、免执照频段:ZigBee设备物理层采用工业、科学、医疗(ISM)频段。

9、数据传输可靠:ZigBee的媒质传入控制层(MAC层)采用talk-when-ready的碰撞避免机制。在这种完全确认的数据传输机制下,当有数据传送需求时则立即发送,发送的每个数据分组都必须等待接收方的确认消息,并进行确认信息回复。若没有得到确认信息的回复就表示发生了冲突,将重传一次。采用这种方法可以提高系统信息传送的可靠性。ZigBee为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时竞争和冲突。同时,ZigBee针对时延敏感的应用做了优化,通信时延和休眠状态激活的时延都非常短。

三、ZigBee技术缺点

1、成本:目前ZIGBEE芯片出货量比较大的TI威尼斯最新网址,芯片其成本均在2~3美金左右,再考虑到其他外围器件和相关2.4G射频器件,成本难以低于10美金,针对智能家居这种成本敏感而有需要大量节点的家用设备,其成本颇为尴尬。

2、通信稳定性:目前国内Zigbee技术主要采用ISM频段中的2.5G频率,其衍射能力弱,穿墙能力弱。家居环境中,即使是一扇门,一扇窗,一堵非承重墙,也会让信号大打折扣。当然,有些厂家会使用射频功放,对2.5G信号进行放大,但是这样会造成额外的辐射污染,同时也和ZIGBEE低功耗,节能的初衷背道而驰。

3、自组网能力:Zigbee技术的主要特点是支撑自组网能力强,自恢复能力强,因此,对于井下定位,停车场车位定位,室外温湿度采集,污染采集等应用非常具有吸引力。然而,对于智能家居的应用场景中,开关,插座,窗帘的位置一旦固定,一直不变,自组网的优点也就不复存在,但是自组网所耗费的时间和资源却依旧高昂。



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