ZigBee技術(shù)如何實現(xiàn)家庭自動化

Zigbee是一種低功耗低數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，非常適合諸如家庭自動化之類的應(yīng)用，這些應(yīng)用中的設(shè)備通信量小而且通信距離短 。

如今，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備有許多不同的選擇，并且有許多不同的方法連接到這些設(shè)備，例如WiFi，藍(lán)牙，Z-Wave等。在本文中，我將討論Zigbee的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和在家庭自動化中的應(yīng)用。

什么是Zigbee？

Zigbee是基于IEEE.802.15.4規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，IEEE.802.15.4規(guī)范是低速率無線個人局域網(wǎng)（WPAN）的標(biāo)準(zhǔn)。Zigbee通過“添加網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)和安全層以及一個應(yīng)用程序框架，成為一個完整的，可認(rèn)證的，可互操作的解決方案”來擴(kuò)展IEEE規(guī)范。

Zigbee設(shè)備通常具有四層：IEEE.802.15.4無線電，Zigbee Pro，Zigbee群集庫和Zigbee認(rèn)證。Zigbee Pro是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，其實現(xiàn)的功能范圍從通信頻段規(guī)范和配對機(jī)制到安全密鑰生成和節(jié)能。Zigbee群集庫是應(yīng)用程序?qū)?，用于定義群集，該群集是消息/設(shè)備行為的標(biāo)準(zhǔn)集合，以允許Zigbee設(shè)備在設(shè)備之間以標(biāo)準(zhǔn)方式運(yùn)行。 這有助于實現(xiàn)互操作性，因此來自不同制造商的Zigbee設(shè)備可以相互配合使用。

Zigbee設(shè)備通常在2.4GHz上進(jìn)行通信，但它們也可以在特定于區(qū)域的sub-GHz頻段中進(jìn)行通信。Zigbee可以在2.4GHz范圍內(nèi)傳輸10到100米的信號。它可以在sub-GHz頻段上傳輸高達(dá)1公里的距離。 由于WiFi也使用2.4GHz，因此Zigbee設(shè)備通過具有16個獨(dú)立的通信通道來處理2.4GHz以上的干擾。它們還自動重傳數(shù)據(jù)以及發(fā)送少量數(shù)據(jù)包，從而使傳輸失敗的可能性很小。

Zigbee是可互操作的，這意味著如果我購買兩種不同的Zigbee設(shè)備，它們可以通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)相互通信。盡管由于多種應(yīng)用配置文件（例如家庭自動化和智能能源）的互操作性受到限制，但是Zigbee的設(shè)備互操作性仍然是非常有用的功能。

Zigbee能夠在其設(shè)備之間形成各種網(wǎng)絡(luò)安排或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｗ畛Ｒ姷木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙缦滤荆盒切?、簇樹和網(wǎng)格。每個Zigbee網(wǎng)絡(luò)可以由三種類型的設(shè)備組成：終端設(shè)備、路由器和協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)，并通過網(wǎng)絡(luò)路由流量。一個網(wǎng)絡(luò)只能有一個協(xié)調(diào)器。路由器負(fù)責(zé)路由通信量，而終端設(shè)備不通過網(wǎng)絡(luò)路由通信量。

最后，Zigbee相對于其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如WiFi）的主要優(yōu)勢在于它的功耗非常低。這是因為它是IEEE.802.15.4標(biāo)準(zhǔn)以及Zigbee協(xié)議本身要求較低功率運(yùn)行的結(jié)果。雖然這確實意味著Zigbee設(shè)備可能沒有大范圍傳輸或傳輸大量數(shù)據(jù)，但它們確實節(jié)省了功率，金錢和維護(hù)工作。Zigbee甚至具有綠色電源（Green Power）功能，該功能允許無電池設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)Zigbee聯(lián)盟的說法，“綠色電力可以通過普通的能量收集技術(shù)利用用于翻轉(zhuǎn)典型電燈開關(guān)的能量，該能量足夠可以通過Zigbee PRO網(wǎng)絡(luò)發(fā)送命令?！?/p>

家庭自動化

現(xiàn)在，我們已經(jīng)了解了Zigbee的基本概念，下面讓我們看一下Zigbee的家庭自動化應(yīng)用程序。 Zigbee是家庭網(wǎng)絡(luò)開箱即用的理想選擇，大多數(shù)設(shè)備之間的距離應(yīng)在10至100米之間。您可以去商店購買全新的Home Automation Zigbee設(shè)備，它將連接到您現(xiàn)有的mesh網(wǎng)絡(luò)中。目前，Zigbee聯(lián)盟站點(diǎn)列出了約400種用于家庭自動化的設(shè)備。家庭自動化Zigbee設(shè)備是所有常見的物聯(lián)網(wǎng)家庭設(shè)備，例如燈泡，開關(guān)，鎖，運(yùn)動傳感器和恒溫器。

Zigbee得到了知名公司和各種設(shè)備的支持。出售Zigbee產(chǎn)品的主要公司包括三星，博世，霍尼韋爾，德州儀器和亞馬遜等。實際上，亞馬遜的Echo Plus帶有內(nèi)置的Zigbee集線器來控制Zigbee設(shè)備。 三星的SmartThings設(shè)備也使用Zigbee進(jìn)行通信（它們還支持Z-wave）。

總結(jié)

總之，Zigbee是一種低功耗低數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 Zigbee設(shè)備可以輕松添加到網(wǎng)絡(luò)（例如mesh網(wǎng)絡(luò)）以相互通信。非常適用于家庭自動化之類的應(yīng)用，這些應(yīng)用中的設(shè)備之間不經(jīng)常通信，并且彼此之間的距離很近。Zigbee的內(nèi)置省電功能是一項很棒的功能，它使設(shè)備的電池續(xù)航時間比其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議更長。大家可以嘗試使用Zigbee設(shè)備來使您的房屋自動化！