ZIGBEE技術特點

ZIGBEE協議基于IEEE 802.15.4標準，從2004年發布ZIGBEE V1．0到*新的增加了ZIGBEE-PRO擴展指令集的ZIGBEE2006版本，ZIGBEE功能不斷強大。ZIGBEE具備強大的設備聯網功能（見圖2），它支持3種主要的自組織無線網絡類型，即星型結構（Star）、網狀結構（Mesh）和樹型結構（Cluster Tree），特別是網狀結構，具有很強的網絡健壯性和系統可靠性。與目前普遍應用的wi-Fi、Bluetooth等短距離無線通訊技術相比較，ZIGBEE的特點主要有：

 （1）工作周期短、收發信息功耗較低，并且RFD（Reduced Function Device，簡化功能器件）采用了休眠模式，不工作時都可以進入睡眠模式。

（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，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4 KB代碼。

（3）低速率、短延時。ZIGBEE的*大通信速率達到250 kb／s（工作在2．4 GHz時），滿足低速率傳輸數據的應用需求。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3～10 S、Wi-Fi需3 S。

（4）近距離，高容量。傳輸范圍一般介于10～100 m，在增加RF發射功率后，亦可增加到1~3 km。這指的是相鄰節點間的距離，若通過路由和節點間通信的接力，擴展后達到幾百米甚至幾公里。ZIGBEE可采用星狀、片狀和網狀網絡結構。由一個主節點管理若干子節點，*多一個主節點可管理254個子節點。

（5）高可靠性和高安全性。ZIGBEE的媒體接入控制層（Medium Access Control，MAC）采用CSMA/CA的碰撞避免機制，同時為需要固定帶寬的通信業務預留了專用時隙，避免了發送數據時的競爭和沖突。ZIGBEE還提供了3級安全模式，包括無安全設定、使用接人控制清單防止非法獲取數據以及采用高級加密標準（AdvancedEncryption Standard，AES）的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。

（6）免執照頻段。采用直接序列擴頻在工業科學醫療（Industrial Scientific Medical，ISM）頻段，分別為2．4 GHz（全球）、915 MHz（美國）和868 MHz（歐洲）。

 

6.3 ZIGBEE（物聯網）無線網絡電能管理系統的體系結構

ZIGBEE（物聯網）無線網絡電能管理系統網絡拓撲圖，整個網絡主要由四部分組成：計量儀表、本地無線通信網絡、遠方通信網絡以及數據交換設備。整個網絡由計量儀表、ZIGBEE采集器（負責與儀表之間的通信）、ZIGBEE網絡終端（負責與上層通訊網絡的對接，譬如工業以太網等）、上層通信網絡和數據交換存儲設備。ZIGBEE無線通信管理系統一般采用的組網方式是MESH的網狀網絡，MESH網絡能更好得保證通信質量，保證單一節點出現故障時不影響其他節點通信狀態。

 

公司通過建立ZIGBEE（物聯網）無線網絡電能管理系統解決方案的工廠試點工程，對ANEZB無線ZIGBEE通訊模塊的實際參數進行了驗證。詳細參數見表2。

表2 ANEZB系列ZIGBEE通訊模塊性能參數表

注1：以上表中數據是試點工程中的實測數據。在實際情況實施時，應視樓宇實際結構而定。

注2：無線信號穿透能力，往往還會受到如房間堆放物品的數量，堆放物品的高度等影響。

 

6.5 性能參數