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zigbee技術優缺點有哪些?

時間:2023-04-10瀏覽:3206

愛陸通帶你一文了解Zigbee技術的優缺點,我們可能有很多人都知道這項技術的前身是 INTEL和 lBM在1998年推出的一項名為“Homerflite”的技術,而在中國,隨著物聯網技術的飛速發展, Zigbee也在逐漸被人們所接受。那么 zigbee技術的優缺點有哪些呢?


ZigBee技術的優點:


ZigBee拓撲.jpg



1、低功率消耗:在運行狀態下, ZigBee技術具有較低的傳輸率,并且傳送的數據非常少,所以發送和接收信號的時間非常短。其次,當 ZigBee處于非運行模式時,它的節點將進入睡眠。裝置搜尋時延通常是30毫秒、15毫秒左右。ZigBee網絡的工作時間很短,發送和接收消息的能量消耗也很小,而且它還具有睡眠狀態,因此具有良好的節電性能。在 ZigBee網絡中,電池的工作周期從半年到兩年不等,當工作周期在1%以下時,電池的工作壽命可達到10年以上。相比之下,藍牙只能維持幾個星期,而 WIFI只能維持幾個小時。

2、低成本:由于協議的極大簡化,減少了對結點的儲存及運算能力的需求。按照8051的8比特單片機計算,一個完整的裝置只需要32 K,一個簡化的裝置只需要4 KB,另外還有一個 ZigBee的專利。

3、低速率:ZigBee工作在20-250 kbit/s的較低速率,分別提供250 kbit/s (2.4 GHz)、40 kbit/s (915 MHz)和20 kbit/s (868 MHz)的原始數據吞吐率,可以滿足低速率傳輸數據的應用要求。

4、近距離:ZigBe裝置的點對點通信距離通常為10-100 m。當提高 RF的發送功率時, RF的發送距離可以提高到1~3公里。若采用路由及節點之間的轉送方式,則可達到較長的傳輸距離。

5、短時延:ZigBee響應速度較快,一般從睡眠轉入工作狀態只需要15ms。節點連接進入網絡只需30ms,進一步節省了電能。相比較藍牙需要3-10秒,WIFI需要3秒。

6、大網絡容量: ZigBee具有低速率,低功耗,近距離傳送等優點,很適合于對簡單設備的支持。一個 ZigBee的網絡節點最多255個 ZigBee網絡節點,一個是主控(Master)設備,其余則是從屬(Slove)設備。如果有了網絡協調器,那么整個 ZigBee的網絡節點數量將會達到六萬四千多個,如果每一個協調器之間都能夠相連,那么 ZigBee的網絡節點數量將會是一個非常龐大的數字。

7、高安全性: ZigBee支持數據的完整性校驗和認證。在數據傳送時,采用三層安全措施。第一層實際上是一種非安全性模式,也就是在某些應用中,當安全性不是很重要,或是上面已經有了充分的安全性保障時,設備才會采用此模式進行數據傳輸。在二級安全等級,設備可以通過訪問控制列表(ACL)阻止設備對設備進行訪問,該等級不進行加密。第三層是利用 AES的對稱性加密來實現信息的傳輸。AES技術能夠有效地保護數據負載,同時也能有效地阻止攻擊者假扮成合法用戶。

8、免執照頻段:ZigBee裝置的物理層覆蓋了工科醫學(ISM)波段。

9、可靠數據傳輸: ZigBee的媒體輸入控制層(MAC層)使用了talk-when-ready的防沖突機制。在這個全應答的數據傳輸機制中,只要有需要,就會立即發出,而每一個被發出的數據包,都要等待對方的應答,然后再做出應答。如果沒有收到任何消息,那就是沖突,需要重新發送。該方案能有效地提高系統中信息傳輸的可靠性。ZigBee協議對于要求固定帶寬的通信服務,在傳輸過程中,為了防止出現競爭和沖突, ZigBee協議提供了專門的時隙。同時, ZigBee還對延遲敏感的應用程序進行了優化,使得通訊延遲極小,睡眠狀態下的激活延遲也很小。

 

ZigBee技術缺點:

1、成本:當前, ZIGBEE芯片出貨量比較大的 TI公司,其芯片的成本一般都在2-3美元之間,如果將其他周邊器件以及與之相關聯的2.4 G射頻器件都算進去,那么成本很難降到10美元以下。對于智能家居這種對成本敏感,并且需要大量節點的家用設備來說,它的成本相當尷尬。

2、通信穩定性:當前,我國 Zigbee技術在 ISM波段多采用2.5 G波段,存在繞射性能差、穿透性差等問題。在家里,哪怕是一道門、一扇窗戶、一面無支撐的墻壁,都會嚴重影響訊號。當然,也有一些廠商,會采用 RF功率放大器,將2.5 G的信號放大,但那樣會產生更多的輻射,也不符合 ZIGBEE降低能耗,節約能源的初衷。

3、自組網能力: Zigbee技術的最大特征就是支持自組網能力強,自恢復能力強,所以,它在井下定位,停車場車位定位,室外溫濕度采集,污染采集等應用方面有著很大的吸引力。但是,在智能家居的應用場景中,開關、插座、窗簾的位置一旦被固定并保持不變,那么自組網絡的優勢也就消失了,而自組網絡所需要的時間和資源仍然很高。

 

雖然 Zigbee在實際應用中仍存在一定的難度,但是 ZigBee的應用前景卻是非常廣闊的,因為 ZigBee具有很強的通用性,對 OTA的支持,與其它產品的互聯互通等優點。


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