Zigbee的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)難點都有哪些

Zigbee作為無線通信技術(shù)，在現(xiàn)代生活中具有眾多應(yīng)用。比如，在智慧農(nóng)場這樣的場景下，Zigbee就發(fā)揮了重要作用。往期文章中，小編對Zigbee底層、Zigbee和藍(lán)牙的區(qū)別等均有所介紹。為增進大家對Zigbee的了解，本文將對Zigbee標(biāo)準(zhǔn)、Zigbee存在的技術(shù)難點以及Zigbee模塊的軟件組成予以解讀。如果你對Zigbee具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、Zigbee及其標(biāo)準(zhǔn)

ZigBee是一項新型的無線通信技術(shù)，適用于傳輸范圍短數(shù)據(jù)傳輸速率低的一系列電子元器件設(shè)備之間。ZigBee無線通信技術(shù)可于數(shù)以千計的微小傳感器相互間，依托專門的無線電標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成相互協(xié)調(diào)通信，因而該項技術(shù)常被稱為HomeRFLite無線技術(shù)、FireFly無線技術(shù)。ZigBee無線通信技術(shù)還可應(yīng)用于小范圍的基于無線通信的控制及自動化等領(lǐng)域，可省去計算機設(shè)備、一系列數(shù)字設(shè)備相互間的有線電纜，更能夠?qū)崿F(xiàn)多種不同數(shù)字設(shè)備相互間的無線組網(wǎng)，使它們實現(xiàn)相互通信，或者接入因特網(wǎng)。

ZigBee技術(shù)是一種新型技術(shù)，它最近出現(xiàn)，主要是依靠無線網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，它能夠近距離的進行無線連接，屬于無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。在以數(shù)據(jù)信息為載體進行的傳輸中，ZigBee技術(shù)是主要的技術(shù)指標(biāo)，它使用起來比較安全，而且它的容量性很強，被廣泛應(yīng)用到人類的日常通信傳輸中。

ZigBee聯(lián)盟在IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上開發(fā)了一套有關(guān)組網(wǎng)和應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)，與IEEE僅制定物理層（PHY）和媒體訪問控制子層（MAC）底層標(biāo)準(zhǔn)不同，ZigBee聯(lián)盟對網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層及其配套的支持子層、安全子層都進行了標(biāo)準(zhǔn)化。因此，一個由終端廠商所實現(xiàn)的完整的ZigBee產(chǎn)品應(yīng)由高層的應(yīng)用規(guī)范、應(yīng)用支持子層、ZigBee設(shè)備對象（ZDO）子層、網(wǎng)絡(luò)層、MAC和PHY組成。網(wǎng)絡(luò)層及其以上標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議由ZigBee聯(lián)盟制定，IEEE802.15.4只負(fù)責(zé)PHY和MAC標(biāo)準(zhǔn)。

ZigBee標(biāo)準(zhǔn)與IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合，使其產(chǎn)品同時具有低功耗、易組網(wǎng)、短距離互聯(lián)等特性，因此認(rèn)為其應(yīng)用在傳感器網(wǎng)絡(luò)/物聯(lián)網(wǎng)時具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。間時，ZigBee聯(lián)盟所制定的標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了整個開放式系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）的七層協(xié)議，非常利于廠家的實現(xiàn)。因此，在涉及到傳感器網(wǎng)絡(luò)/物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品和解決方案時，ZigBee都被認(rèn)為是一種成熟的解決方案。

二、Zigbee技術(shù)存在的難點

1.動態(tài)組網(wǎng)和動態(tài)路由

目前，Zigbee網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸方面存在的主要問題是動態(tài)組網(wǎng)和動態(tài)路由。Zigbee網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點不是靜態(tài)的，而是實時動態(tài)變化的。網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點被分隔一定的時間。它需要通過無線信號交換重新組網(wǎng)，每次都需要將信息從一個節(jié)點發(fā)送到另一個節(jié)點。此時，需要掃描各種可能的路徑，從最短路徑開始。這占用了大量的帶寬資源，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延問題也被放大。尤其是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量增加和傳輸數(shù)量增加的情況下。因此，雖然Zigbee的射頻傳輸速率為250kbps，但多次傳輸后的實際可用速率會大大降低。

2.通信穩(wěn)定性較弱

目前國內(nèi)Zigbee技術(shù)主要使用ISM頻段的2.5G頻率，一般采用信號反射傳輸。但它的衍射能力并不強。在此期間，由于建筑物等障礙物的阻礙，信號大大減弱。

因此，需要使用更多的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行數(shù)據(jù)傳輸。這個問題的解決方案是使用放大器來增加Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的傳輸距離。然而，這不可能兩全其美。這種解決方案將大大增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的功耗和成本，ZigBee具有低成本、低功耗的優(yōu)勢，已將不復(fù)存在。

三、ZigBee模塊的軟件組成

軟件上包含了完整的ZigBee協(xié)議棧，并有自己的PC上的配置工具，采用串口和用戶產(chǎn)品進行通訊，并可以對模塊進行發(fā)射功率，信道等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?a target="_blank">參數(shù)的配置，使用起來簡單快捷。

透傳模塊的好處在于用戶不需要考慮模塊中程序如何運行的，用戶只需要將自己的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到模塊里，然后模塊會自動把數(shù)據(jù)用無線發(fā)送出去，并按照預(yù)先配置好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，和網(wǎng)絡(luò)中的目的地址節(jié)點進行收發(fā)通訊了，接收模塊會進行數(shù)據(jù)校驗，如數(shù)據(jù)無誤即通過串口送出。

不過目前來說，大多數(shù)用戶應(yīng)用Zigbee技術(shù)，都會有自己的數(shù)據(jù)處理方式，以致每個節(jié)點設(shè)備都會擁有自己的CPU以便對數(shù)據(jù)進行處理，所以仍可以把模塊當(dāng)成一種已經(jīng)集成射頻、協(xié)議和程序的“芯片”。