被藍(lán)牙軟肋成就的ZigBee，面對藍(lán)牙Mesh還能有底氣？

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今年 7 月，藍(lán)牙正式擺脫了“獨(dú)立軍”的局面，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟宣布新的藍(lán)牙連接標(biāo)準(zhǔn)支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（Mesh），但明眼人都明白，這是要硬懟 ZigBee 啊！

那么這期《趣科技》我們就來看看 Zigbee 如何在智能硬件和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域活出自己的精彩。

先來段老生常談的話題，Zigbee 的身世與來源。

藍(lán)牙不爭氣，才有了新貴 ZigBee
ZigBee 協(xié)議在 2003 年正式問世，算是無線通信協(xié)議中的新貴。而其問世，只是源于藍(lán)牙太不“爭氣”，存在技術(shù)復(fù)雜、功耗大、傳輸距離近、組網(wǎng)規(guī)模小等短板。而工業(yè)自動(dòng)化，對無線數(shù)據(jù)通信的需求越來越強(qiáng)烈，需要做到高可靠。

NB-IoT 大名是基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)，很巧的是 ZigBee 的名字也和蜜蜂有關(guān)。蜜蜂(Bee)是通過蜜蜂舞來與同伴進(jìn)行溝通的，蜜蜂舞的同時(shí)會(huì)帶來“嗡嗡”(Zig)的聲響，于是腦動(dòng)打開的前輩找到了命名無線信息傳輸技術(shù)的靈感，于是 IEEE802.15.4 協(xié)議就這樣被命名為 ZigBee。

ZigBee：打鐵還需自身硬
ZigBee 是一項(xiàng)開放性的全球化標(biāo)準(zhǔn)，專為 M2M 網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)。主要適合于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備中，同時(shí)支持地理定位功能?？晒ぷ髟?2.4GHz(全球流行)、868MHz（歐洲流行)和 915 MHz（美國流行)3 個(gè)頻段上，分別具有最高 250kbit/s、20kbit/s 和 40kbit/s 的傳輸速率，它的傳輸距離一般 10~75m 的范圍內(nèi)。

ZigBee? 在中國采用 2.4G 的 ISM? 頻段，是免申請和免使用費(fèi)的頻率，在 2.4G 的頻段上具有 16 個(gè)信道，帶寬為 250K。

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ZigBee 提供 128 位 AES 加密，支持 Mesh 網(wǎng)絡(luò)，允許網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過多個(gè)路徑連接在一起。Zigbee 是一個(gè)由可多到 65000 個(gè)無線數(shù)傳模塊組成的一個(gè)無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每一個(gè) Zigbee 網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的 75m 無限擴(kuò)展。

如今，ZigBee 已玩轉(zhuǎn)應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜的工業(yè)領(lǐng)域。它又有著怎樣的實(shí)力呢？下面與非小編就來說說 ZigBee 的特點(diǎn)。

低復(fù)雜性

ZigBee 協(xié)議的大小一般限制 4~32KB，而藍(lán)牙和 wi-fi 卻超過 100KB。

低功耗

ZigBee 發(fā)射功率僅為 1mW,而且還有休眠模式助陣。據(jù)估算，兩節(jié) 5 號電池可支持 ZigBee 設(shè)備 6 個(gè)月到 2 年使用，試問，其他無線設(shè)備可做到？

網(wǎng)絡(luò)容量大、建網(wǎng)方便

ZigBee 技術(shù)具有強(qiáng)大的組網(wǎng)能力，可形成星型、樹型和 MESH 網(wǎng)狀網(wǎng)，可以根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目需要來選擇合適的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

一個(gè)星型結(jié)構(gòu)的 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)最多可以容納 1 個(gè)主設(shè)備和 254 個(gè)從設(shè)備，同一區(qū)域允許多達(dá) 100 個(gè) ZigBee 網(wǎng)絡(luò)共存，而一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中可可做到 65000 個(gè)節(jié)點(diǎn)連接，且可以能夠自動(dòng)建立其所想要的網(wǎng)絡(luò)。

時(shí)延短

通信時(shí)延與休眠狀態(tài)激活的時(shí)間都是非常短，典型的搜索設(shè)備時(shí)延為 30ms，休眠激活、活動(dòng)設(shè)備信道接入都只需 15ms。ZigBee 深博時(shí)延要求苛刻的無線控制應(yīng)用的歡心。

安全、可靠
ZigBee 采取碰撞避免策略，在 2.4G 的頻段上具有 16 個(gè)信道，在 2.405GHz ~2.480GHz 間分布，信道間隔為 5M，具有很強(qiáng)的信道抗串?dāng)_能力。

MAC 層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式。同時(shí)，ZigBee 提供了基于循環(huán)沉余校驗(yàn)(CRC)的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能，AES-128 的加密算法。

實(shí)驗(yàn)證明在信噪比為 4dB 的情況下，ZigBee 誤碼率為 10 -9 ；而同樣誤碼率下，藍(lán)牙信噪比要達(dá) 16dB，WLAN 的 802.11b 要達(dá) 10dB。ZigBee 抗干擾力明顯占上風(fēng)。

本期《趣科技》就到這里，我們下期見！