無線通訊的應用十分廣泛,在生活中,隨處都可見無線通訊的應用。對于無線通訊,其實大家多多少少有些了解。其中,Zigbee便是一個優(yōu)秀的無線通訊技術。為幫助大家了解該無線通訊,本文將對Zigbee的技術特點和自組織網(wǎng)予以介紹。如果你對無線通訊具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
Zigbee技術是一種應用于短距離和低速率下的無線通信技術,Zigbee過去又稱為“HomeRF Lite”和“FireFly”技術, 統(tǒng)一稱為Zigbee技術。
主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽谩?
一、ZigBee技術特點
ZigBee是一種無線連接,可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(歐洲流行)和915 MHz(美國流行)3個頻段上,分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率,它的傳輸距離在10-75m的范圍內(nèi),但可以繼續(xù)增加。作為一種無線通信技術,ZigBee具有如下特點:
(1) 低功耗: 由于ZigBee的傳輸速率低,發(fā)射功率僅為1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee設備非常省電。據(jù)估算,ZigBee設備僅靠兩節(jié)5號電池就可以維持長達6個月到2年左右的使用時間,這是其它無線設備望塵莫及的。
(2) 成本低: ZigBee模塊的初始成本在6美元左右,估計很快就能降到1.5—2.5美元, 并且ZigBee協(xié)議是免專利費的。低成本對于ZigBee也是一個關鍵的因素。
(3) 時延短: 通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短,典型的搜索設備時延30ms,休眠激活的時延是15ms, 活動設備信道接入的時延為15ms。因此ZigBee技術適用于對時延要求苛刻的無線控制(如工業(yè)控制場合等)應用。
(4) 網(wǎng)絡容量大: 一個星型結(jié)構(gòu)的Zigbee網(wǎng)絡最多可以容納254個從設備和一個主設備, 一個區(qū)域內(nèi)可以同時存在最多100個ZigBee網(wǎng)絡, 而且網(wǎng)絡組成靈活。
(5) 可靠: 采取了碰撞避免策略,同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了專用時隙,避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。MAC層采用了完全確認的數(shù)據(jù)傳輸模式, 每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問題可以進行重發(fā)。
(6) 安全: ZigBee提供了基于循環(huán)冗余校驗(CRC)的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能,支持鑒權(quán)和認證, 采用了AES-128的加密算法,各個應用可以靈活確定其安全屬性。
二、ZigBee自組織網(wǎng)
ZigBee技術所采用的自組織網(wǎng)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(wǎng)絡模塊終端,降落到地面后,只要他們彼此間在網(wǎng)絡模塊的通信范圍內(nèi),通過彼此自動尋找,很快就可以形成一個互聯(lián)互通的ZigBee網(wǎng)絡。
而且,由于人員的移動,彼此間的聯(lián)絡還會發(fā)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(lián)絡,對原有網(wǎng)絡進行刷新。這就是自組織網(wǎng)。
(一)通信原因
網(wǎng)狀網(wǎng)通信實際上就是多通道通信,在實際工業(yè)現(xiàn)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(xiàn)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(shù)據(jù))仍然可以通過其他道路到達目的地。而這一點對工業(yè)現(xiàn)場控制而言則非常重要。
(二)路由方式
所謂動態(tài)路由是指網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂讲⒉皇穷A先設定的,而是傳輸數(shù)據(jù)前,通過對網(wǎng)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(shù)據(jù)傳輸。在我們的網(wǎng)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(shù)據(jù)送達目的地為止。
在實際工業(yè)現(xiàn)場,預先確定的傳輸路徑隨時都可能發(fā)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(tài)路由結(jié)合網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu),就可以很好解決這個問題,從而保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
以上便是此次小編帶來的“無線通訊”相關內(nèi)容,通過本文,希望大家對Zigbee技術特點、Zigbee自組織網(wǎng)具備一定的了解。如果你喜歡本文,不妨持續(xù)關注我們網(wǎng)站哦,小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!