在智能硬件和物联网范畴，时下大名鼎鼎的ZigBee可谓是无人不知，无人不晓。作为除了wifi、蓝牙之外，ZigBee是现在最重要的无线通讯协议之一，首要运用于物联网和智能硬件等范畴。关于ZigBee，下文选用问答办法向你具体地介绍了方方面面，不夸口的说，你所需求知道的关于ZigBee的全部，全在这里了!
来源前史篇
ZigBee来源什么技能?
在蓝牙技能的运用过程中，人们发现蓝牙技能虽然有许多长处，但仍存在许多缺陷。对工业，家庭主动化操控和工业遥测遥控范畴而言，蓝牙技能显得太杂乱，功耗大，间隔近，组网规划太小等，……而工业主动化，对无线数据通讯的需求越来越激烈，并且，关于工业现场，这种无线数据传输必需是高牢靠的，并能反抗工业现场的各种电磁搅扰。因此，通过人们长时刻尽力，ZigBee协议在2003年中正式面世了。别的，ZigBee运用了在它之前所研讨过的面向家庭网络的通讯协议Home RF Lite。
什么是ZigBee?
首要ZigBee是IEEE802.15.4协议的代名词。依据这个协议规则的技能是一种近间隔、低杂乱度、低功耗、低数据速率、低本钱的双向无线通讯技能，首要合适于主动操控和长途操控范畴，能够嵌入各种设备中，一起支撑地舆定位功用。由于蜜蜂(bee)是靠翱翔和“嗡嗡”(zig)地颤动翅膀的“舞蹈”来与伙伴传递花粉地点方位和远近信息的，也便是所蜜蜂依靠着这样的办法构成了集体中的通讯“网络”，因此ZigBee的发明者们形象地运用蜜蜂的这种行为来形象地描绘这种无线信息传输技能。
ZigBee技能有哪些特色?
ZigBee的特色首要有以下几个方面：
(1)低功耗：在低耗电待机形式下，2节5号干电池可支撑1个节点作业6-24个月，乃至更长。这是ZigBee的杰出优势。比较之下蓝牙能够作业数周、WiFi能够作业数小时;
(2)低本钱：通过大幅简化协议是本钱很低(缺乏蓝牙的1/10)，下降了对通讯操控器的要求，按猜测剖析，以8051的8位微操控器测算，全功用的主节点需求32KB代码，子功用节点少至4KB代码，并且ZigBee的协议专利免费;
(3)低速率：ZigBee作业在250kbps的通讯速率，满意低速率传输数据的运用需求;
(4)近间隔：传输规模一般介于10～100m之间，在添加RF发射功率后，亦可添加到1-3km。这指的是相邻节点间的间隔。假如通过路由和节点间通讯的接力，传输间隔将能够更远;
(5)短时延：ZigBee的响应速度较快，一般从睡觉转入作业状况只需15ms，节点衔接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。比较较，蓝牙需求3-10s、WiFi需求3s;
(6)高容量：ZigBee可选用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点办理若干子节点，最多一个主节点可办理254个子节点;一起主节点还可由上一层网络节点办理，最多可组成65000个节点的大网;
(7)高安全：ZigBee供给了三级安全形式，包含无安全设定、运用接入操控清单(ACL)避免不合法获取数据以及选用高档加密规范(AES128)的对称暗码，以灵敏确认其安全特色;
(8)免执照频段：选用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz(全球)频段。
为什么说ZigBee是适应工业主动化对牢靠的无线数据传输日益增长的需求而发生的?
ZigBee技能自身，便是由于兰牙技能不能满意工业主动化中，对低数据量，低本钱，低功耗，高牢靠性的无线数据通讯的需求而发生的。由于，关于工业现场，这种无线数据传输必需是高牢靠的，并能反抗工业现场的各种电磁搅扰。ZigBee技能中，运用网状网拓扑结构，主动路由，动态组网，直序扩频的办法。便是为了满意工业主动化操控现场的这种需求。
通讯技能篇
ZigBee运用那种协议?
IEEE802.15.4协议，这是一种低传送速率的无限PAN的协议。在规范化方面，IEEE802.15.4作业组首要担任拟定物理层和MAC层的协议，其他协议首要参照和选用现有的规范，高层运用、测验和市场推广等方面的作业将由ZigBee联盟担任。
为什么ZigBee无线通讯运用2，4G频段是免费频段?
在我国和国际上大大都其他国家，一般运用无线电设备都是要付频率运用费的，包含手机通讯，只不过移动运营商现已向国家支付了这笔费用，并通过号码占用费等办法向用户收取了这笔费用。在运用其它无线设备时，你首要要向国家相关部分请求频率运用答应，然后依据你的无线设备所运用的频率，功率巨细和数量收取费用。这是一笔不小的费用，一般设备一年往往要交纳几千元的费用。而免费频段，是指各个国家依据各自的实际情况，并考虑尽可能与国际其他国家规则的一致性，而区分出来的一个频段，专门用于工业，医疗以及科学研讨运用(ISM频段)，不需请求而能够免费运用的频段。咱们国家的2.4G频段，便是这样一个频段。可是，为了保证我们都能够合理运用，国家对该频段内的无线收发设备，在不同环境下的运用功率做了相应的约束。例如在城市环境下，发射功率不能超过100mW。
ZigBee仅合适近间隔通讯吗?
ZigBee局域网络不只能够通过进步每个节点模块的发射功率和接纳灵敏度以及添加节点数量来扩展网络，并且还能够通过传统的互联网去监控路途遥远的ZigBee操控网络。可是，在进行扩张要注意的是：(1)跟着发射功率的添加，耗电量天然要增大，只需求耗电也大，便会失掉ZigBee自身电能耗费很低的优势;(2)虽然2.4Ghz是免费频段，可是不能超过电波法中关于最大功率的约束。
ZigBee选用直序扩频的通讯办法有什么长处?
相同的频段，选用不同的通讯办法则成果或许会有很大的不同，例如ASK，FSK，FHSS，DSSS等的抗搅扰才能，通讯安全保密性，牢靠性都各不相同。ZigBee体系和CDMA体系相同，都选用的是直序扩频技能(DSSS)，它是一种抗搅扰才能极强，保密性和牢靠性都很高的通讯办法。假如你运用过这两种技能的通讯产品，你会发现两者在牢靠性上与众不同。
由于扩频技能在正常通讯时所要求的信噪比能够很低，便是说，在搅扰很强的环境下，它依然能够正常作业。依据核算和试验，这适当于接纳灵敏度进步了7dBm。它也不简单搅扰他人。换句话说，它能够运用较低的功率传输更远的间隔。下面引证扩频技能优越性有关的一些材料供参阅：
CDMA是继国际上推出数字通讯技能之后，1995年又推出的一种新式数字蜂窝技能，它运用数字传输办法，选用扩频通讯技能，大幅度地进步了频率运用率，具有容量大、掩盖规模广、手机功耗小、话音质量高的杰出长处，将移动通讯技能面向开展新阶段。CDMA(码分多址衔接)蜂窝体系与FDMA(频分多址衔接)和TDMA(时分多址衔接)体系比较，CDMA体系具有以下杰出长处：
(1)抗搅扰功用好由于CDMA 通过扩频处理，故抗搅扰功用好，可和同频带的窄带共存，而不影响其正常作业。
(2)抗多径式微才能强多径式微是影响移动通讯质量的一个杰出问题，一般有必要采纳空间分集、自适应均衡等技能加以战胜，还有较大式微余量。CDMA体系能够运用多径信号供给途径分集，这样不光平缓瑞利式微，并且还平缓了因物理遮挡所形成的慢式微，然后大大提Qualcomm.html‘ target=’_blank‘》高通讯质量。
(3)体系容量增大关于FDMA与TDMA，若小区的频点或时隙一分配完，则小区就不能接纳新的呼叫，容量有硬性约束。而CDMA是搅扰受限体系，在指定的搅扰电平下，即运用户数已达到限制数目时，也还答应添加单个用户，其缺陷是形成话音质量下降。事务供给者可在容量与话音质量之间进行平衡。CDMA准确的功率操控和软切换技能大大下降了搅扰信号的强度和所需的信噪比要求，并且有效地选用比如话音激活或可变速率话音编码、分集接纳、功率操控。据介绍，CDMA信噪比是DAMPS、TDMA的3.7倍，是TACS的11.2倍，是AMPS的13.6倍，是FM/FDMA办法的20倍。
(4)通讯质量好CDMA体系选用直接序列扩频技能，归纳运用时刻分集、频率分集、空间分集、途径分集等多种分集技能战胜多径效应，能够获得很强的抗搅扰才能，加上它在越区切换时选用先树立后中止的软切换技能，保证了CDMA的通讯质量，特别在越区切换时无乒乓效应。本体系属宽带低噪比，波形答应选用高冗余度纠错编码和高效数字调制技能来保证高质量话音和数据传输。
(5)频率运用率高CDMA体系的同一频率，能够在所有小区内重复运用，其频率复用率为2/3(FDMA和TDMA的频率复用率为1/7)，不需求FDMA和TDMA那样进行频率装备，大大简化了小区割裂和微蜂窝引进。
(6)多址才能强CDMA体系多址才能决议扩频编码间的多址搅扰巨细，它与运用的扩频编码方案有关，与一起发送信号的用户间的多址搅扰(即扩频编码的相关特性)有关，与答应的接纳质量有关(输出信噪比)，因此一起作业用户间的多址搅扰越低，能答应的接纳质量越低，CDMA技能的多址才能就越强。
(7)高度牢靠的保密安全性CDMA移动通讯体系是一个保密通讯体系，若再加必定的加密算法技能，能大大进步通讯保密功用，这是FDMA、TDMA体系所无法比拟的。剖析其选用的扩频体系，要想截获他人的通讯内容几乎是不可能的，如只需机内锂电池不放完电，它以512KHz的时钟频率加以改动其序列的即时状况，即便是接连作业，它的扩频地址序列周期也长达7年。它还能够方便地在CDMA体系设置和改动主密钥、副密钥、扩频码表、规范加密算法等，使通讯的保密性更为牢靠。
(8)手机功耗小CDMA选用功率操控后，仅在式微期间调高发射功率电平，然后使均匀发射功率减小，FDMA的最小功率为5mW、均匀发射功率为794 mW、峰值功率为3W，而CDMA的最小功率为2.3mW、均匀发射功率为5 mW、 峰值功率为100mW。由此可见CDMA的均匀发射功率和最大发射功率比FDMA低，然后使体系容量添加，减少了小区数和下降设备本钱。
ZigBee与现稀有传电台的比较有哪些特色?
其长处如下：
(1) 牢靠性高：由于ZigBee模块的集成度远比一般数传电台高，别离元器件少，因此牢靠性更高;
(2) 运用方便安全：由于集成度高，比起一般数传电台来，ZigBee收法模块体积能够做得很小，并且功耗低，最大发射电流比一个CDMA手机还要小许多，因此很简单集成或直接安放在到设备之中，不只运用方便，并且在户外带着运用时不简单遭到损坏;
(3) 抗搅扰力强，保密性好，误码率低：ZigBee收发模块运用的是2.4G 直序扩频技能，比起一般FSK，ASK和跳频的数传电台来，具有更好的抗搅扰才能，和更远的传输间隔;
(4) 免费频段：ZigBee运用的是免费频段，而许大都传电台所运用的频段不只需求请求，并且每年都需求向国家无委会交纳适当的频率运用费;
(5) 价格低： ZigBee数传模块的价格只要具有相似功用的数传电台的几分之一。
