Zigbee名詞解釋
Zigbee是IEEE 802.15.4協議的代名詞。根據這個協議規定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和 “嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。
ZigBee無線數據傳輸網絡描述
簡單的說，ZigBee是一種高可靠的無線數傳網絡，類似于CDMA和GSM網絡。ZigBee數傳模塊類似于移動網絡基站。通訊距離從標準的75m到幾百米、幾公里，并且支持無限擴展。
ZigBee是一個由可多到65000個無線數傳模塊組成的一個無線數傳網絡平臺，在整個網絡范圍內，每一個ZigBee網絡數傳模塊之間可以相互通信，每個網絡節點間的距離可以從標準的75m無限擴展。
與移動通信的 CDMA網或GSM網不同的是，ZigBee網絡主要是為工業現場自動化控制數據傳輸而建立，因而，它必須具有簡單，使用方便，工作可靠，價格低的特點。而移動通信網主要是為語音通信而建立，每個基站價值一般都在百萬元人民幣以上，而每個ZigBee“基站”卻不到1000元人民幣。每個ZigBee網絡節點不僅本身可以作為監控對象，例如其所連接的傳感器直接進行數據采集和監控，還可以自動中轉別的網絡節點傳過來的數據資料。除此之外，每一個Zigbee網絡節點(FFD)還可在自己信號覆蓋的范圍內，和多個不承擔網絡信息中轉任務的孤立的子節點(RFD)無線連接。
ZigBee采用的自組織網通信方式
ZigBee技術所采用的自組織網是怎么回事？舉一個簡單的例子就可以說明這個問題，當一隊傘兵空降后，每人持有一個ZigBee網絡模塊終端，降落到地面后，只要他們彼此間在網絡模塊的通信范圍內，通過彼此自動尋找，很快就可以形成一個互聯互通的 ZigBee網絡。而且，由于人員的移動，彼此間的聯絡還會發生變化。因而，模塊還可以通過重新尋找通信對象，確定彼此間的聯絡，對原有網絡進行刷新。這就是自組織網。
ZigBee技術為什么要使用自組織網來通信？
網狀網通信實際上就是多通道通信，在實際工業現場，由于各種原因，往往并不能保證每一個無線通道都能夠始終暢通，就像城市的街道一樣，可能因為車禍，道路維修等，使得某條道路的交通出現暫時中斷，此時由于我們有多個通道，車輛（相當于我們的控制數據）仍然可以通過其他道路到達目的地。而這一點對工業現場控制而言則非常重要。
為什么自組織網要采用動態路由的方式？
所謂動態路由是指網絡中數據傳輸的路徑并不是預先設定的，而是傳輸數據前，通過對網絡當時可利用的所有路徑進行搜索，分析它們的位置關系以及遠近，然后選擇其中的一條路徑進行數據傳輸。在我們的網絡管理軟件中，路徑的選擇使用的是“梯度法”，即先選擇路徑最近的一條通道進行傳輸，如傳不通，再使用另外一條稍遠一點的通路進行傳輸，以此類推，直到數據送達目的地為止。在實際工業現場，預先確定的傳輸路徑隨時都可能發生變化，或者因各種原因路徑被中斷了，或者過于繁忙不能進行及時傳送。動態路由結合網狀拓撲結構，就可以很好解決這個問題，從而保證數據的可靠傳輸。
ZigBee自身的技術優勢
①低功耗。在低耗電待機模式下,2 節5 號干電池可支持1個節點工作6～24個月，甚至更長。這是ZigBee的突出優勢。相比較,藍牙能工作數周、WiFi可工作數小時。現在，TI公司和德國的Micropelt公司共同推出新能源的ZigBee節點。該節點采用Micropelt公司的熱電發電機給TI公司的ZigBee提供電源。
②低成本。通過大幅簡化協議(不到藍牙的1/10) ,降低了對通信控制器的要求，按預測分析,以8051的8位微控制器測算，全功能的主節點需要32KB代碼,子功能節點少至4KB代碼，而且ZigBee免協議專利費。每塊芯片的價格大約為2 美元。
③低速率。ZigBee工作在20～250 kbps的較低速率,分別提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps (915 MHz)和20kbps(868 MHz) 的原始數據吞吐率，滿足低速率傳輸數據的應用需求。
④近距離。傳輸范圍一般介于10～100 m 之間,在增加RF 發射功率后，亦可增加到1～3 km。這指的是相鄰節點間的距離。如果通過路由和節點間通信的接力,傳輸距離將可以更遠。
⑤短時延。ZigBee的響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態只需15 ms ,節點連接進入網絡只需30 ms ,進一步節省了電能。相比較，藍牙需要3～10 s、WiFi 需要3 s。
⑥高容量。ZigBee可采用星狀、片狀和網狀網絡結構,由一個主節點管理若干子節點，最多一個主節點可管理254 個子節點；同時主節點還可由上一層網絡節點管理,最多可組成65000 個節點的大網。
⑦高安全。ZigBee提供了三級安全模式，包括無安全設定、使用接入控制清單(ACL) 防止非法獲取數據以及采用高級加密標準(AES 128) 的對稱密碼,以靈活確定其安全屬性。
⑧免執照頻段。采用直接序列擴頻在工業科學醫療( ISM) 頻段，2. 4 GHz (全球) 、915 MHz(美國) 和868 MHz(歐洲) 。
ZigBee的頻帶
1) 868MHZ 傳輸速率為20Kb/S 適用于歐洲
2) 915MHZ 傳輸速率為40Kb/S 適用于美國
3) 2.4GHZ 傳輸速率為250Kb/S 全球通用
由于此三個頻帶物理層并不相同,其各自信道帶寬也不同，分別為0.6MHZ,2MHZ和5MHZ.分別有1個10個和16個信道。
不同頻帶的擴頻和調制方式有區別.雖然都使用了直接擴頻(DSSS)的方式，但從比特到碼片的變換方式有較大的差別。
調制方式都用了調相技術,但868MHZ和915MHZ頻段采用的是BPSK,而2.4GHZ頻段采用的是OQPSK.
在發射功率為0dBm的情況下，BLUETOOTH通常能用10M的作用范圍。
而基于IEEE 802.15.4的ZigBee在室內通常能達到30-50米作用距離,在室外空曠地帶，甚至可以達到400米作用距離（TICC2530不加入功率放大時的數據）。
所以ZigBee可歸為低速率的短距離無線通信技術.
ZigBee的應用前景
ZigBee并不是用來與藍牙或者其他已經存在的標準競爭，它的目標定位于現存的系統還不能滿足其需求的特定的市場，它有著廣闊的應用前景。ZigBee 聯盟預言在未來的四到五年，每個家庭將擁有50 個ZigBee 器件，最后將達到每個家庭150 個。據估計，到2007 年，ZigBee市場價值將達到數億美元。其應用領域主要包括：
◆家庭和樓宇網絡：空調系統的溫度控制、照明的自動控制、窗簾的自動控制、煤氣計量控制、家用電器的遠程控制等
◆工業控制：各種監控器、傳感器的自動化控制
◆商業：智慧型標簽等
◆公共場所：煙霧探測器等
◆農業控制：收集各種土壤信息和氣候信息
◆醫療：老人與行動不便者的緊急呼叫器和醫療傳感器等。
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
