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啤酒技術的特點及應用

ZigBee壹詞來源於蜜蜂發現花粉位置時,通過跳之字形舞來告知同伴,以交換信息。可以說,壹個小動物用簡單的方式實現了“無線”通信,人們稱之為以低功耗、低成本、低復雜度、低速率為重點的短距離無線網絡通信技術,也蘊含著深意。ZigBee技術並不是壹個完全獨特的全新標準。其物理層、MAC層、鏈路層均采用IEEE802.15.4標準,但在此基礎上進行改進和擴展。其網絡層、應用匯聚層和高層應用規範由ZigBee聯盟制定。ZigBee的特點比較突出,特別是在低功耗、低成本方面,主要表現在以下幾個方面[2]。

①低功耗。在低功耗待機模式下,兩節5號幹電池可以支持1個節點工作6 ~ 24個月,甚至更長時間。這是ZigBee的突出優勢。相比較而言,藍牙只能工作幾周,WiFi只能工作幾個小時。

②成本低。通過大大簡化協議(小於藍牙的1/10),降低了對通信控制器的要求。根據預測分析,基於8051的8位微控制器,全功能主節點需要32KB代碼,子功能節點只需要4KB代碼,ZigBee免協議專利費。

③速度慢。ZigBee工作在20 ~ 250 kbps的低速率,分別提供250kbps(2.4GHz)、40kbps(915MHz)和20kbps(868MHz)的原始數據吞吐率,滿足低速率數據傳輸的應用需求。

4近距離。傳輸範圍壹般在10 ~ 100 m之間,增加射頻發射功率後可增加到1 ~ 3 km。這是指相鄰節點之間的距離。如果采用節點間路由和通信的中繼,傳輸距離會更遠。

⑤短暫延遲。ZigBee的響應速度比較快,壹般從睡眠切換到工作只需要15ms,節點接入網絡只需要30ms,進壹步省電。相比較而言,藍牙需要3 ~ 10,WiFi需要3s。

⑥容量大。ZigBee可以采用星型、片狀、網狀網絡結構,壹個主節點可以管理多個子節點,壹個主節點最多可以管理254個子節點。同時,主節點也可以由上層網絡節點管理,最多可以形成65000個節點的大網絡。

⑦協議簡單,安全性高。ZigBee協議棧的平均長度只有藍牙的1/4。這種簡化對於低成本、交互性和可維護性非常重要。ZigBee技術提供數據完整性檢查和認證功能,提供三級安全模式,可以靈活確定其安全屬性,使網絡安全得到有效保障。

8免執照頻段。直接序列擴頻用於工業科學和醫療(ISM)頻段-—2.4GHz(全球)、915MHz(美國)和868MHz(歐洲)。

從上面提到的ZigBee的主要技術特點可以看出,基於IEEE802.15.4標準,上千個微小的傳感器可以實現協同通信。此外,使用中繼通過無線電波將數據從壹個傳感器傳輸到另壹個傳感器,可以使通信效率非常高。與現有的各種無線通信技術相比,ZigBee技術以其低功耗和低速率最適合無線傳感器網絡。

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