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zigbee技术优缺点有哪些?

时间:2023-04-10浏览:2867

爱陆通带你一文了解Zigbee技术的优缺点,我们可能有很多人都知道这项技术的前身是 INTEL和 lBM在1998年推出的一项名为“Homerflite”的技术,而在中国,随着物联网技术的飞速发展, Zigbee也在逐渐被人们所接受。那么 zigbee技术的优缺点有哪些呢?


ZigBee技术的优点:


ZigBee拓扑.jpg



1、低功率消耗:在运行状态下, ZigBee技术具有较低的传输率,并且传送的数据非常少,所以发送和接收信号的时间非常短。其次,当 ZigBee处于非运行模式时,它的节点将进入睡眠。装置搜寻时延通常是30毫秒、15毫秒左右。ZigBee网络的工作时间很短,发送和接收消息的能量消耗也很小,而且它还具有睡眠状态,因此具有良好的节电性能。在 ZigBee网络中,电池的工作周期从半年到两年不等,当工作周期在1%以下时,电池的工作寿命可达到10年以上。相比之下,蓝牙只能维持几个星期,而 WIFI只能维持几个小时。

2、低成本:由于协议的极大简化,减少了对结点的储存及运算能力的需求。按照8051的8比特单片机计算,一个完整的装置只需要32 K,一个简化的装置只需要4 KB,另外还有一个 ZigBee的专利。

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

4、近距离:ZigBe装置的点对点通信距离通常为10-100 m。当提高 RF的发送功率时, RF的发送距离可以提高到1~3公里。若采用路由及节点之间的转送方式,则可达到较长的传输距离。

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、大网络容量: ZigBee具有低速率,低功耗,近距离传送等优点,很适合于对简单设备的支持。一个 ZigBee的网络节点最多255个 ZigBee网络节点,一个是主控(Master)设备,其余则是从属(Slove)设备。如果有了网络协调器,那么整个 ZigBee的网络节点数量将会达到六万四千多个,如果每一个协调器之间都能够相连,那么 ZigBee的网络节点数量将会是一个非常庞大的数字。

7、高安全性: ZigBee支持数据的完整性校验和认证。在数据传送时,采用三层安全措施。第一层实际上是一种非安全性模式,也就是在某些应用中,当安全性不是很重要,或是上面已经有了充分的安全性保障时,设备才会采用此模式进行数据传输。在二级安全等级,设备可以通过访问控制列表(ACL)阻止设备对设备进行访问,该等级不进行加密。第三层是利用 AES的对称性加密来实现信息的传输。AES技术能够有效地保护数据负载,同时也能有效地阻止攻击者假扮成合法用户。

8、免执照频段:ZigBee装置的物理层覆盖了工科医学(ISM)波段。

9、可靠数据传输: ZigBee的媒体输入控制层(MAC层)使用了talk-when-ready的防冲突机制。在这个全应答的数据传输机制中,只要有需要,就会立即发出,而每一个被发出的数据包,都要等待对方的应答,然后再做出应答。如果没有收到任何消息,那就是冲突,需要重新发送。该方案能有效地提高系统中信息传输的可靠性。ZigBee协议对于要求固定带宽的通信服务,在传输过程中,为了防止出现竞争和冲突, ZigBee协议提供了专门的时隙。同时, ZigBee还对延迟敏感的应用程序进行了优化,使得通讯延迟极小,睡眠状态下的激活延迟也很小。

 

ZigBee技术缺点:

1、成本:当前, ZIGBEE芯片出货量比较大的 TI公司,其芯片的成本一般都在2-3美元之间,如果将其他周边器件以及与之相关联的2.4 G射频器件都算进去,那么成本很难降到10美元以下。对于智能家居这种对成本敏感,并且需要大量节点的家用设备来说,它的成本相当尴尬。

2、通信稳定性:当前,我国 Zigbee技术在 ISM波段多采用2.5 G波段,存在绕射性能差、穿透性差等问题。在家里,哪怕是一道门、一扇窗户、一面无支撑的墙壁,都会严重影响讯号。当然,也有一些厂商,会采用 RF功率放大器,将2.5 G的信号放大,但那样会产生更多的辐射,也不符合 ZIGBEE降低能耗,节约能源的初衷。

3、自组网能力: Zigbee技术的最大特征就是支持自组网能力强,自恢复能力强,所以,它在井下定位,停车场车位定位,室外温湿度采集,污染采集等应用方面有着很大的吸引力。但是,在智能家居的应用场景中,开关、插座、窗帘的位置一旦被固定并保持不变,那么自组网络的优势也就消失了,而自组网络所需要的时间和资源仍然很高。

 

虽然 Zigbee在实际应用中仍存在一定的难度,但是 ZigBee的应用前景却是非常广阔的,因为 ZigBee具有很强的通用性,对 OTA的支持,与其它产品的互联互通等优点。


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