ZigBee 3.0理论教程-通用-1-01:概述


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一、什么是ZigBee

随着物联网(IoT)行业的发展,越来越多的无线技术应运而生。

众所周知,在物联网行业中,我们有两种典型的网络。一个是WAN(广域网),另一个是PAN(个人区域网)。

  • 对于LoRa,NB-IoT,2G / 3G / 4G等无线技术,通常传输距离超过1 km,因此它们主要用于广域网(WAN)。
  • 对于WiFi,蓝牙,BLE,ZigBee和Zwave等无线技术,通常的传输距离小于1公里,因此它们主要用于个人局域网(PAN)。

ZigBee是IoT网络(尤其是家庭自动化行业)中最流行的无线技术之一。其主要特点包括:

  • 短距离 – 无线覆盖范围在10到100米之间;
  • 低速率 – 最大数据速率为250 Kbps;
  • 低功耗 – 处于睡眠状态的Endpoint设备在睡眠模式下可以使用低于5uA的电流;
  • 网状网 – 网络可以轻松扩展到很大。理论上最大节点数为65535。

二、ZigBee的网络拓扑

常见的网络拓扑结构主要有星形(Star)网络和网状(Mesh)网络两种。

传统的星形网络的结构最典型的例子就是家庭WiFi场景。家里的WiFi无线路由器就是一个中心节点,家里所有的WiFi设备都要通过这个中心节点才能够上网。如果WiFi路由器坏了的话,整个网络中的所有设备就都上不了网了。

网络中如果有中心节点的话就很容易出现单点故障,然而Mesh网络结构中没有一个明显的所谓的中心节点,因此Mesh网络具有更高的网络可靠性。比如在ZigBee Mesh网络中,任意一个节点故障了,其余的节点仍然可以正常工作(就算是Coordinator发生故障,除了新设备不能加入之外,其余所有节点仍然可以正常工作)。

三、ZigBee的历史

ZigBee诞生在2003年,是ZigBee联盟发布和修订的开放标准,历史悠久。

从一(很早)开始,Silicon Labs就致力于ZigBee技术。Silicon Labs的ZigBee技术来自Ember,Ember是一家自成立以来就开始研究ZigBee的公司。2012年,Silicon Labs收购了Ember,并继续提供ZigBee产品和解决方案。

四、ZigBee联盟

ZigBee联盟是推广ZigBee技术的主要力量。这是一个开放的组织。任何公司都可以加入ZigBee联盟作为成员。Silicon Labs是ZigBee联盟的董事会成员。

ZigBee联盟的主要三个工作是:

  • 为IoT(物联网)的无线设备端到设备端的通信制定开放的全球标准
  • 通过我们的认证计划对产品进行认证,以帮助确保互操作性
  • 在全球范围内推广我们的标准

2016年,ZigBee联盟发布了最新的ZigBee标准,即ZigBee 3.0。之前使用的配置文件(如ZigBee Home Automation(ZHA),ZigBee Light Link(ZLL)等)已统一在一起。

此外,随着安全性变得越来越重要,安全性得到了增强。

自2017年起,ZigBee 3.0规范就是强制的。所有不满足ZigBee 3.0规范的新设备,将无法通过认证。

认证主要分为两种:

  • ZigBee兼容性平台的认证,主要针对于芯片厂商的ZigBee芯片,以及对应的ZigBee协议栈;
  • ZigBee兼容性产品的认证,主要针对于基于ZigBee兼容性平台开发的产品。

 

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文章作者: 拿破仑940911
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