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ZigBee一開始便是為IoT而生,最初ZigBee聯(lián)盟為了給特定市場提供最優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn),基于不同的應(yīng)用場景設(shè)計(jì)了多種不同的ZigBee協(xié)議,而隨著IoT市場的發(fā)展,采用不同應(yīng)用協(xié)議的Zigbee產(chǎn)品之間無法互聯(lián)互通,這些多樣的協(xié)議造成的割裂影響了消費(fèi)者的產(chǎn)品體驗(yàn)。為了改善這種割裂感,將原有的不同的協(xié)議進(jìn)行統(tǒng)一,ZigBee3.0被正式推出。
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這些年,ZigBee一直在不斷地更新迭代。
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ZigBee
ZigBee Pro
ZigBee 3.0
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ZigBee
ZigBee在重新核準(zhǔn)了其ZigBee(07)的規(guī)格之后,在其ZigBee(06)的基礎(chǔ)上定義了ZigBee、ZigBee Pro兩個(gè)功能集,ZigBee(07)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境兼容方面的功能在此功能集上得到了強(qiáng)化。
其中,在公開的標(biāo)準(zhǔn)ZigBee(07)的標(biāo)準(zhǔn)中,ZigBee功能集包括:
樹狀、網(wǎng)狀路由尋址;
并且提供特定隨機(jī)選定距離向量(AODV);
還支持定向單播、廣播與群組通訊;
數(shù)據(jù)通信安全性加強(qiáng)等。
ZigBee Pro
而ZigBee Pro則不再使用樹狀尋址,以更為便捷的隨機(jī)尋址來代替樹狀尋址,還新增了有閾值限制的廣播尋址,支持更高層級的數(shù)據(jù)安全性,但是ZigBee與ZigBee Pro都使用的AODV(特定隨機(jī)選定距離向量)是提供多對一來源路由方案的,所以說在一定程度上,可以說這兩個(gè)功能集是都可以支持所選對象的靈活性跳頻與片段化。
ZigBee 3.0
ZigBee 3.0被推出的主要目的就是為了統(tǒng)一之前ZigBee協(xié)議在不同的應(yīng)用層上的問題,ZigBee 3.0主要解決了不同應(yīng)用層協(xié)議之間不能夠進(jìn)行互相聯(lián)通的困難,將不同應(yīng)用層協(xié)議之間所接入的ZigBee設(shè)備,在設(shè)備被發(fā)現(xiàn)、鏈接加入、組網(wǎng)形式等等進(jìn)行了統(tǒng)一化,讓ZigBee設(shè)備在組網(wǎng)時(shí)更方便,進(jìn)一步將ZigBee協(xié)議變得更標(biāo)準(zhǔn)化了。
并且ZigBee 3.0軟件棧集為配置節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)時(shí)提供了一種新方案:行為一致,使用一套ZigBee設(shè)備通用的配置方法(包括Touch Link在內(nèi)),是一種通過鄰近節(jié)點(diǎn)的配置來入網(wǎng)的方法。而且ZLL1.0和ZHA1.2都支持ZigBee 3.0。ZigBee(Smart Energy)在功能上是可以兼容ZigBee 3.0的,但是額外條件是要求其只能在這個(gè)Profile中進(jìn)行處理。
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方案
多樣性
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尋址方式:ZigBee是采用階梯式指定的樹狀尋址,而ZigBee Pro使用的隨機(jī)尋址方式,兩種尋址方式各有千秋,樹狀指定尋址可以避免額外的地址沖突,但是使用網(wǎng)絡(luò)范圍較小;隨機(jī)尋址可以囊括大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn),但是延遲時(shí)間會(huì)比較長,因?yàn)閆igBee Pro需要花時(shí)間來解決地址沖突問題。此外ZigBee與ZigBee Pro都支持群組尋址,但ZigBee Pro還支持有線廣播尋址,降低大型網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)通訊的額外負(fù)荷。
特定隨選距離向量(AODV):ZigBee與ZigBee Pro都支持AODV路由,但是只有 ZigBee Pro支持多對一的來源路由選項(xiàng)。在需要較大的通訊協(xié)議棧的情況下,多對一來源路能快速建立路由。但對于未經(jīng)要求的雙向、對等式(一對一)通訊 (燈光照明),多對一功能基本上是不適用的。
ZigBee 3.0在ZigBee與ZigBee Pro的基礎(chǔ)上還增加了專有協(xié)議、應(yīng)用規(guī)范。
這意味著任何特定的網(wǎng)絡(luò)可能只包含由指定公司或集團(tuán)所售出的裝置。這種情況在目前尚未定義及核準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的醫(yī)療領(lǐng)域中尤為常見。因此,ZigBee 會(huì)用于網(wǎng)格路由通訊協(xié)議、通訊備援,以及低功率操作這類用途。
然而,如果市場中不同供貨商的裝置必須以單一合作網(wǎng)絡(luò)的方式運(yùn)作以執(zhí)行指定的服務(wù)或功能,則須通過指定標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議(Public Profile)才能確保網(wǎng)絡(luò)所有裝置采用共通的語言,而且可互通,這類的互操作性是指 A 公司的產(chǎn)品 (電燈開關(guān)),能與 B 公司的產(chǎn)品 (電燈安定器) 通訊,無須事先合作就能確保裝置可搭配使用。
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ZigBee3.0
優(yōu)缺點(diǎn)
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按照官方給出的描述來看,ZigBee3.0標(biāo)準(zhǔn)與ZigBee1.2標(biāo)準(zhǔn)相比,主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢:1、安全性更高;2、穩(wěn)定性更好;3、兼容性更好;4、功耗更低。
從市場應(yīng)用角度來看,ZigBee 3.0覆蓋了最廣泛的設(shè)備類型,包括家庭自動(dòng)化、照明、能源管理、智能家電、安全裝置、傳感器和醫(yī)療保健監(jiān)控產(chǎn)品等。它同時(shí)支持易于使用的DIY設(shè)備以及專業(yè)安裝系統(tǒng)。基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)、工作頻率為2.4 GHz。
ZigBee 3.0解決了智能家居領(lǐng)域應(yīng)用最主流協(xié)議ZigBee不同應(yīng)用層協(xié)議互聯(lián)互通的問題,也進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化了ZigBee協(xié)議,向智能家居的互聯(lián)互通邁出了一大步。
雖然ZigBee 3.0并不能完全解決智能家居互聯(lián)互通的問題,不過卻能夠解決應(yīng)用層協(xié)議的統(tǒng)一問題, ZigBee 3.0的出現(xiàn)是為了統(tǒng)一ZigBee RS /HA/LL/BA/HC/TS等應(yīng)用層協(xié)議,用于解決不同應(yīng)用層協(xié)議之間的互聯(lián)互通問題。ZigBee協(xié)議有很多的應(yīng)用層協(xié)議,不同的應(yīng)用層協(xié)議彼此是獨(dú)立不互通的,此外,由于標(biāo)準(zhǔn)化的問題,就算應(yīng)用層協(xié)議相同,也不能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通。ZigBee聯(lián)盟還推出ZigBee 3.0認(rèn)證來規(guī)范各個(gè)廠商使用標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee 3.0協(xié)議。
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應(yīng)用
場景
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目前市場上智能家居應(yīng)用中,ZigBee 3.0已然是不可或缺的重要角色,億佰特E18系列是典型小體積 2.4GHz 頻段的ZigBee 無線模塊,貼片型、IPEX 接口、發(fā)射功率 100mW、引腳間距 1.27mm,適用于多種應(yīng)用場景(尤其智能家居)。采用美國德州儀器(TI)公司原裝進(jìn)口 CC2530 射頻芯片,芯片內(nèi)部集成了8051 單片機(jī)及無線收發(fā)器,并內(nèi)置 PA+LNA,極大地?cái)U(kuò)展通信距離、提升通信穩(wěn)定性。
可廣泛應(yīng)用于智能家居中的各個(gè)智能子系統(tǒng):智能燈控、智能溫濕度調(diào)節(jié)、智能清潔等系統(tǒng)、除此之外目前在智能醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)與智慧城市交通系統(tǒng)中也可以被廣泛應(yīng)用。
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IOT
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