ZigBee無線技術

基於 ZigBee 的無線設備工作在 868MHZ, 915MHZ 和 2.4Z 頻帶。其最大數據速 率是 250Kbps. ZigBee 技術主要針對以電池為電源的應用，這些應用對低數據速 率、低成本、更長時間的電池壽命有較高的需求。在一些 ZigBee 應用中，無線 設備持續處於活動狀態的時間是有限的，大部分時間無線設備是處於省電模式 （也稱休眠模式）的。因此，ZigBee 設備在電池需要更換以前能夠工作數年以 上。

Zigbee是一種嶄新的,專注於低功耗、低成本、低複雜度、低速率的近程無線網絡通信技術。也是嵌入式應用的一個大熱點。

1、低功耗 在低耗電待機模式下，2節5號乾電池可支持1個節點工作6~24個月，甚至更長。這是Zigbee的突出優勢。相比較，藍牙能工作數週、WiFi可工作數小時。

2、低成本 通過大幅簡化協議（不到藍牙的1/10），降低了對通信控制器的要求，按預測分析，以8051的8位微控制器測算，全功能的主節點需要32KB代碼，子功能節點少至4KB代碼，而且Zigbee免協議專利費。

3、低速率 Zigbee工作在250kbps的通訊速率，滿足低速率傳輸數據的應用需求。

4、近距離 傳輸範圍一般介於10～100m之間，在增加RF發射功率後，亦可增加到1~3km。這指的是相鄰節點間的距離。如果通過路由和節點間通信的接力，傳輸距離將可以更遠。

5、短時延 Zigbee的響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態只需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3~10s、WiFi需要3s。

6、高容量 Zigbee可採用星狀、片狀和網狀網絡結構，由一個主節點管理若干子節點，最多一個主節點可管理254個子節點；同時主節點還可由上一層網絡節點管理，最多可組成65000個節點的大網。

7、高安全 Zigbee提供了三級安全模式，包括無安全設定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數據以及採用高級加密標準(AES128)的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。

8、免執照頻段 採用直接序列擴頻在工業科學醫療2.4GHz(全球) (ISM)頻段。 ^[1] 

例如，一個病人的血壓，心率 可以通過可穿戴設備測量出來，病人戴的 ZigBee 設備來週期性的收集血壓等健 康相關的信息，然後這些數據被無線傳送到當地服務器，例如病人家中的一台個 人電腦，電腦再對這些數據進行初始分析，最後重要的信息通過互聯網被髮送到 病人的護士或者內科醫生那裏做進一步的分析。

在此應用中，一 ，所有的這些傳感器形 個建築內可以安裝數個 ZigBee 無線傳感器（如加速度計） 成一個網絡來收集信息， 這些收集來的信息可以用於評估建築的結構安全和潛在 的損壞標誌，例如，地震後一個建築在重新開放前可能需要進行檢測。而傳感器 收集到的數據有助於加速和減少檢測的花費。

ZigBee 聯盟是 2002 年創立的 一個非盈利性組織，對每一個想加入的成員都開放。ZigBee 標準是由 ZigBee 聯盟所開發的，該聯盟有數百個成員公司，從半導 體產業和軟件開發者到原始設備生產商、安裝商。ZigBee 標準採用 IEEE 802.15.4 標準作為其 PHY 層和 MAC 層協議。因此，遵循 ZigBee 的設備也同樣 遵循 IEEE 802.15.4 標準。 在家庭和工廠內使用無線通信來收集信息或執行既定控制任務的概念對人 們來説並不陌生。縱觀幾種短距離無線網絡通信的標準，包括 IEEE 802.11 無線局域網（Wireless Local Area Network WLAN）和藍牙（Bluetooth）. 每個標準都有其在特定領域應用的優勢，而 ZigBee 則主要是為低成本、低數據 速率、超低功耗的無線網絡應用開發的。 通過簡化通信協議和降低數據速率，ZigBee 標準有助於降低應用成本。和 其他的標準例如 IEEE 802.11 相比，滿足 ZigBee 和 IEEE 802.15.4 標準的最低需 求相對輕鬆，這同時也降低了 ZigBee 收發器的應用複雜度和成本。 佔空比是指設備活躍時的時間與總時間的比值。例如，若一個設備每分鐘喚 醒一次， 工作 60ms 後繼續休眠。 那麼它的佔空比為 0.001 或 0.1%。 在許多 ZigBee 應用中，為了保證電池能工作數年以上，設備的佔空比都在 1%以下。