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Zigbee 3.0 入門簡介與學習方法

摘要:本文針對ZigBee3.0标準初學者,主要介紹ZigBee的協定标準、特點及發展現狀,學習ZigBee3.0的方法建議和參考文檔。

為何選擇ZigBee 3.0?

ZigBee 3.0簡化了開發人員建立物聯網産品和服務的選擇過程。它具備了市場上應用ZigBee标準的數千萬台裝置的所有特征,支援智能家居、聯網照明和其他領域的裝置之間的通信和互操作性,是以産品開發人員和服務提供商能夠提供更為多樣化和能夠完全互操作的解決方案。

标準化網絡層

ZigBee 3.0基于IEEE 802.15.4标準,2.4 GHz頻段(該頻率全球均可使用),并且使用ZigBee PRO标準網絡層協定,即使最小、功耗最低的裝置也能實作可靠的通信。

· ZigBee穩定可靠,使用多跳網狀網絡消除單點故障和擴大網絡覆寫範圍。

· ZigBee功耗低,使得電池供電的裝置,如門窗傳感器,可以連續使用七年。而帶有綠色能量Green Power屬性的裝置,您甚至不需要電池!

· ZigBee可擴充,能夠為智能家居或智能城市提供支援數千個節點的網絡。

· ZigBee非常安全,使用各種安全機制,如AES-128加密标準,裝置網絡密鑰以及幀計數器。

· ZigBee全球通用,基于2.4 GHz頻段,世界任何地方的使用者無需許可就能使用。這意味着産品開發商可以在地球上任何地方銷售相同的産品。

标準化應用層

ZigBee聯盟一直認為真正的互操作性必須立足于網絡各個層面的标準化,特别是最接近使用者的應用層。從加入網絡到裝置操作(例如打開和關閉)的一切都被明确定義,以此保證不同廠商的裝置可以無縫協作。

ZigBee 3.0定義了超過130個裝置,涵蓋最廣泛的裝置類型,包括家居自動化,照明,能源管理,智能家電,安全裝置,傳感器和醫療保健監控産品等等。它既支援易上手的DIY安裝,也支援需專業安裝的系統。現存基于ZigBee PRO的各項标準中定義的所有裝置類型,指令和功能,ZigBee 3.0都已囊括。

Zigbee 3.0 入門簡介與學習方法

圖注:上圖給出了OSI的7層結構,ZigBee将其以三種顔色分為三層,每層實作的大緻功能在右邊以提問的形式舉了一些例子。

為何要進行ZigBee标準化?

    ZigBee是建立在IEEE 802.15.4标準之上,由于IEEE 802.15.4标準隻定義了實體層協定和MAC層協定,于是成立了ZigBee聯盟,ZigBee聯盟對其網絡層和API進行了标準化,還開發了安全層。經過ZigBee聯盟對IEEE 802.15.4的改進,這才真正形成了ZigBee協定棧(Zstack)。

基于IEEE 802.15.4标準,ZigBee應用于無線監測與控制應用,強調簡單易用、近距離、低速率、低功耗(長電池壽命)且極廉價的市場定位,可以廣泛應用于工業控制、家庭自動化、醫療護理、智能農業、消費類電子和遠端控制等領域,擁有廣闊的應用前景。

ZigBee通信協定标準化意義重大,如果按以往企業各自為戰,每家公司都有一套自己的技術和标準,但是互相之間的無線通信子產品卻沒有建立良好的連接配接,導緻互聯互通成為一句空話。ZigBee标準化的積極意義正在于此,通過互相通信連接配接,使萬物互聯,推動物聯網的快速健康發展,讓我們的工作、生活更加智能及便捷。

參考文檔:

[1]《docs-05-3474-21-0csg-zigbee-specification》

[2]《docs-07-5123-06-zigbee-cluster-library-specification》

[3]《docs-13-0402-13-00zi-Base-Device-Behavior-Specification-2》

[4]《docs-14-0563-16-batt-green-power-spec_ProxyBasic》

推薦學習網站:

[1] http://www.zigbee.org/    ZigBee聯盟官網

[2] CSDN部落格:拿破侖940911

本文參考文獻:

[1] http://www.zigbee.org/

[2] http://www.zigbee.org/zigbee-for-developers/zigbee-3-0-chinese/

[3] 《Z-Stack 3.0 Developer's Guide-3.0.1》T.I公司

[4] http://video.gongkong.com/newsnet_detail/364886.htm

[5] 《ZigBee簡介和學習方法》深圳市安聯德科技有限公司