一.了解Zigbee
Zigbee" title="Zigbee">Zigbee是基于网络底层802.15.4的短距离数据通讯" title="短距离数据通讯">短距离数据通讯网络协议.在2002年成立的Zigbee联盟,当协议发展到2007版时,各层协议都已经趁于完善.Zigbee网络适用于区域范围内的网络覆盖,可通过网关等设备,与以太网/GPRS" title="GPRS">GPRS网络实现无缝连接,完美实现低成本远程监控等应用.
Zigbee具有以下特点:
①自动组网,网络容量大。Zigbee网络可容纳多达65000个节点，网络中的任意节点之间都可进行数据通讯。网络有星状、片状和网状网络结构。在有模块加入和撤出时，网络具有自动修复功能。
②网络时延短。Zigbee的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3～10s、WiFi需要3s。
③模块功耗低,通讯速率低。模块最有较小的发送接收电流,支持多种睡眠模式,一个10AH的电池,在Zigbee水表中可使用8年.Zigbee通讯速度最高可达250Kbps,适合用于设备间的数据通讯，不太适合用于声音、图像的传送。
④传输距离可扩展。举例DIGI的XBEE增强型模块，相邻模块通讯距离可达1.6Km,有效距离范围内的模块自动组网,网络中的各节点可自由通讯,这样传输距离得到了扩展.
⑤成本低。Zigbee模块工作于2.4G全球免费频段,故只需要先期的模块费用,无需支付持续使用费用.若采用丰宝代理的DIGI公司的Zigbee模块,则可无需再次开发,通过TTL的RX,TX便可进行数据发送接收,大量减少了产品开发周期,获得了更好的市场先机.
⑥可靠性好,安全性高。Zigbee具有可靠的发送接收握手机制,可靠地保证了数据的发送接收,另Zigbee采用AES" title="AES">AES128位密钥,保证数据发送的安全性。
Zigbee与其它技术的简单比较
市面上Zibee产品当前主要有三种:
1.Zigbee模块,所有与Zigbee相关的设计都已经做好了,客户通过接口发送接收数据,并可使用模块多种附加功能,如远程的A/D,I/O自动监测功能,I/O输出功能等.使用这种产品的优势是:使用简单,开发周期短,已验证的应用协议使保证了通讯可靠性.如DIGIXBEEmodule.
2.ZigbeeRFIC+MCU,提供Zigbee协议栈.使用这种产品的优势就是成本相对较低,劣势就是需要熟悉Zigbee架构,调用底层协议,所以开发周期长,需要有高频电路设计经验.如TICC2420+MSP430.
3.内含RF的MCU,优势成本低,电路设计相对较少.劣势是需要熟悉Zigbee底层协议,开发周期长.如FreescaleMC1322X.
二.DIGI的Zigbee产品介绍:
下面以DIGI的产品为例，作应用举例分析。在分析前，先对DIGI的产品作一下介绍。DIGI的Maxstrem产品按组网方式分,主要有二种：
⑴．点对多模块,支持有效距离范围里的模块数据通讯,优点:网络延时短,网络设置简单.
⑵．组网模式:Zigbee2007Zigbee2006DIGIMESH。有效距离范围里同设置的模块会自动加入到网络里,并可与网络中的任意模块进行数据通讯.优点是:模块自动组网,这样距离可得到扩展.
所有模块都有普通型(室外明视距离100M)和增强型(室外明室距离1.6KM)两种.若需要距离更远的模块,还可以选用DIGIXtend产品(距离最远达64KM).
模块优势:
1.是可支持多种协议的平台,
2.功耗低.发送接收电流小,支持多种睡眠方式.定时唤醒,管脚唤醒等.
3.多种模块附加功能供客户使用.如多路10位A/D,I/O输入输出功能,I/O变化监控并发送功能,支持远程和本地的监控.
4.可靠的数据发送接收.具有重发,加密等多种机制.
5.使用简单,开发时间短.通过TTL的TX,RX来发送接收数据.通过命令等远程监控.
值得一提的是,DIGI还在Zigbee协议基础上,做了更实用可靠的DIGIMESH协议,缩短了网络延迟,提高了路由冲突损坏等问题时的网络通讯可靠性.与Zigbee的协调器路由器终端的结构不同,DIGIMESH网络中各点都是对等的,简化了网络,除可完成Zigbee一样的卓越通讯功能外,还支持网络中模块的同步睡眠与唤醒,为低功耗解决方案首选.
三Zigbee应用
Zigbee+GPRS实现大范围的远程监控:
如Zigbee农业灌溉系统:
可通过以太网或手机等移动设备,往GPRS网络发送控制命令,使大棚内的作物生长在适宜的温湿度下.XBEE+MCU,监控棚内温湿度等信息,并实时通过网络发送到与GPRSDTU(GPRS终端,可使用WD2001)相连的XBEE模块,模块收到数据后通过串口发送到GPRSDTU,通过网络发送到指定的GPRS接收设备.可以是手机或电脑等设备.移动设备也可以通过网络,将控制命令发送到GPRSDTU,GPRSDTU(可使用WD2001)接收到命令,通过串口线将数据发送到XBEE模块,传送到指定大棚内,开启相关设施.因要考虑功耗等原因,推荐使用可运行DIGIMESH同步睡眠唤醒功能的XBEE模块.
系统特点:1.利用了XBEE的远程数字I/O.在智能化程度高的温室里,需要对一些设备进行实时的开启开关等操作,而XBEE恰好提供了这种功能.可使用远程参数修改命令,轻松完成设备的远程操作.
2.XBEE的低功耗.在有些地区的温室内,因无供电设施,则需要系统设备工作于低功耗下.两节高能电池,可供模块工作近二个月.而GPRSDTU可使用高能锂电池或镍氢电池,如8AH电池,也可供设备工作近二个月.
3.XBEE组网.将各大棚的温湿度等情况,通过XBEE集中收集到一起,然后通过GPRS发送出去.因模块具胡自动组网功能,被监控范围可足够大.
3.极短的开发周期.GPRSDTU(如望联WD2001)提供232接口,XBEE模块接转换板后也提供232,所以只要直接接一起.通过GPRS的设置,然后就可以通过电脑以太网或手机GPRS或手机短信,接收到温室当前工作情况,和控制温室内设备了.
四.Zigbee的前景
Zigbee的出现,填补了短距离数据通讯的低成本解决方案空白,促成了它应用的广阔前景.据调查，2005年时，zigbee芯片销量只达到约1000万元美元，而08年就已经达到约6000万美元，预计2012年可达到32000万美元，复合增长63%。
上海丰宝电子于2006年开始关注Zigbee行业，先后为各行业的公司提供技术支持，方案建议，已经有多家公司产品批量试产，多用于工控类，交通类。还与上海望联进行技术合作，为广大客户提供GPRS+Zigbee的整体解决方案及成熟产品