2.1 ZigBee技术的特点
ZigBee技术是一种廉价、简单的无线通信技术,它致力于为人们提供一种廉价的便携或者移动设备。这种无线通信技术具有如下特点:
(1)传输数据速率低:数据传输速率为 ,专门传输一些简单的数据,比如湿度、温度等。
(2)安全性高:ZigBee除了采用AES-128加密算法,还提供了信号的完整性检查和鉴权功能。
(3)功耗低:ZigBee在工作/休眠状态下功率均非常低。工作状态下,数据传输速率低,信息量有限,即所需的收发时间短,2节电池最长可供其使用2年之久;在休眠状态下,其耗电量就更少了,其功率仅为1uW。
(4)成本低:ZigBee协议简单,并且协议免费,产品集成度高,所需成本低。
(5)时延短:设备搜索时延一般为 30ms,休眠到激活时延为15ms,信道接人设备的时延为15ms。
(6)网络容量大:网络可容纳65,000个设备。
(7)适用范围小:根据具体的发射功率大小和不同的应用模式,有效范围为 米。
(8)传输安全:ZigBee各层都有相应的安全措施,比如媒体介质访问层采用CSMA-CA碰撞避免机制,这种机制大大提高了数据传输的可靠性。
2.2 ZigBee与其他无线通信技术的比较
无线通信技术的迅猛发展,极大地提高了生活质量和工作效率。目前发展较成熟并且得到广泛应用的几种无线通信技术主要有蓝牙(Bluetooth)、Wi-Fi、GPRS、CDMA……,ZigBee与它们相比有其自身的优势。
1) ZigBee与蓝牙的比较
蓝牙和ZigBee一样,是一种短距离无线通信技术,在ZigBee和蓝牙的关系上,ZigBee联盟认为ZigBee和蓝牙在应用上是互为补充的,而不是互相竞争。
系统复杂性
ZigBee协议栈相对比较简单,实现功能也比较容易,对系统资源要求不高(约需28KB的系统资源);蓝牙协议栈就比较复杂,实现功能也比较复杂,对系统资源也相对较高(约为250KB的系统资源)。所以ZigBee成本比蓝牙低。
安全性
ZigBee技术的安全方式是有级别的,应用时可根据不同的程序采用不同层次的安全要求,这样可以大大降低设计应用成本和功耗。而蓝牙协议则采用在信号机带部分定义安全算法来满足其通信的安全性,并且它对设备采用强制问询-响应模式进行鉴权,其加密方式是共享的。与ZigBee技术相比,安全性能欠佳。
功耗
ZigBee设备有工作/休眠两种工作模式,这两种模式功耗均很低,两节干电池便可以供其设备正常工作长达6-24个月。蓝牙技术两种功率控制方法,分别为自适应发射功率和调整基带连接模式。在自适应发射功率控制方式下,不仅主控设备可以要求设备改变发射功率,服从设备也可以要求降低发射功率。
2) ZigBee与Wi-Fi的比较
Wi-Fi是一个单跳网,也就是它没有路由转发功能,设备只能与接入点(AP)相连接中,而接入点与接入点之间的连接或接入点与其他网络的连接都得通过常规的有线以太网来实现。随着低速率数据无线传输技术的逐渐发展,ZigBee技术与Wi-Fi技术的共存的越来越成为可能。但由于它们的工作频率都是2.4GHz,那么它们之间必定会产生干扰。
3) ZigBee与GPRS、CDMA的比较
移动网(GPRS、CDMA)不仅设备投入资本比较大,而且用户使用该网络,需要持久的支付使用费,ZigBee其费用比较便宜,且协议的都是免费的。但移动网可以支持音频服务,这是ZigBee不能满足的。