物联⽹的⽆线通信技术有:短距离的⽆线局域⽹通信技术和长距离的⽆线⼴域⽹通信技术。
短距离局域⽹通信技术有Zigbee、Wi-Fi、Bluetooth、Z-wave、6LoWPAN等。
长距离⼴域⽹通信技术有⾮授权频段的Lora、Sigfox,授权频段的GSM、CDMA、WCDMA等较成熟的2G/3G蜂窝通信技术,4G/5G、NB-IoT窄带蜂窝通信技术等。
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低成本、低速率、短距离、端延时、⾼容量、⾼安全传输的低功耗局域⽹⽆线⾃组⽹通信技术协议。Zigbee 3.0协议层:
Zigbee 3.0 OSI模型
IEEE 802.15.4物理层完成的主要任务:
1)开启和关闭⽆线收发信号
2)能量检测
回转式空气预热器 3)链路质量指⽰
变速箱试验台
时子环 5)信道选择
6)数据发送和接收
PHY通过射频固件和硬件提供MAC层和物理⽆线信道直接的接⼝。PHY还包括PHY管理实体(PLME),以提供调⽤PHY管理功能的管理服务接⼝,同时PLME还负责维护物理层 PAN 信息库(PHY PAN). IEEE 802.15.4 MAC⼦层完成的主要任务:
1)协调器产⽣⽹络信标
2)信标同步
3)⽀持PAN关联和解关联
4)CSMA-CA信道访问机制
圆钢加工 5)处理和维护保证时隙机制
6)在两个对等MAC实体间提供可靠链路电子倾斜仪
MAC层提供了特定服务汇聚⼦层(SSCS)和PHY之间的接⼝。MAC还包括MAC层管理实体(MLME),以提供调⽤MAC管理功能的管理服务接⼝,同时MLME还负责维护MAC层 PAN 信息库(MAC PAN).风机吊装
ZigBee频段:
全球频段:2450(2400 ~ 2483.5) MHz
欧洲频段:868 (868 ~ 868.6)MHz
北美频段:915 (9.2 ~ 928)MHz
ZigBee性能:
1. 数据速率⽐较低,在
2.4GHz的频段只有250Kb/S,⽽且这只是链路上的速率,除掉信道竞争应答和重传等消耗,真正能被应⽤所利⽤的速率可能不⾜100Kb/s,并且余下的速率可能要被邻近多个节点和同⼀个节点的多个应⽤所⽠分,因此不适合做视频之类事情。适合的应⽤领域:传感和控制。
2. 在可靠性⽅⾯,ZigBee有很多⽅⾯进⾏保证。物理层采⽤了扩频技术,能够在⼀定程度上抵抗⼲扰,MAC应⽤层(APS部分)有应答重传功能。MAC层的CSMA机制使节点发送前先监听信道,可以起到避开⼲扰的作⽤。当ZigBee⽹络受到外界⼲扰,⽆法正常⼯作时,整个⽹络可以动态的切换到另⼀个⼯作信道上。
3.时延,由于ZigBee采⽤随机接⼊MAC层,且不⽀持时分复⽤的信道接⼊⽅式,因此不能很好的⽀持⼀些实时的业务。
4.能耗特性,能耗特性是ZigBee的⼀个技术优势。通常ZigBee节点所承载的应⽤数据速率都⽐较低。在不需要通信时,节点可以进⼊很低功耗的休眠状态,此时能耗可能只有正常⼯作状态下的千分之⼀。由于⼀般情况下,休眠时间占总运⾏时间的⼤部分,有时正常⼯作的时间还不到百分之⼀,因此达到很⾼的节能效果。 5.组⽹和路由性,⽹络层特性。ZigBee⼤规模的组⽹能⼒——每个⽹络65000个节点,⽽每个蓝⽛⽹络只有8个节点。因为ZigBee底层采⽤了直扩技术,如果采⽤⾮信标模式,⽹络可以扩展得很⼤,
因为不需同步⽽且节点加⼊⽹络和重新加⼊⽹络的过程很快,⼀般可以做到1秒以内,甚⾄更快。蓝⽛通常需要3秒。在路由⽅⾯,ZigBee⽀持可靠性很⾼的⽹状⽹的路由,所以可以布置范围很⼴的⽹络,并⽀持多播和⼴播特性,能够给丰富的应⽤带来有⼒的⽀持。
问题点:
在实际应⽤中,如ZigBee需要接⼊互联⽹时需要复杂的应⽤层⽹关,也不能实现端到端的数据传输和控制。