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2021年03月16日 | Zigbee的标准和技术难点都有哪些
2021-03-16 来源：21IC
Zigbee作为无线通信技术，在现代生活中具有众多应用。比如，在智慧农场这样的场景下，Zigbee就发挥了重要作用。往期文章中，小编对Zigbee底层、Zigbee和蓝牙的区别等均有所介绍。为增进大家对Zigbee的了解，本文将对Zigbee标准、Zigbee存在的技术难点以及Zigbee模块的软件组成予以解读。如果你对Zigbee具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。
一、Zigbee及其标准
ZigBee是一项新型的无线通信技术，适用于传输范围短数据传输速率低的一系列电子元器件设备之间。 ZigBee无线通信技术可于数以千计的微小传感器相互间，依托专门的无线电标准达成相互协调通信，因而该项技术常被称为Home RF Lite无线技术、FireFly无线技术。ZigBee无线通信技术还可应用于小范围的基于无线通信的控制及自动化等领域，可省去计算机设备、一系列数字设备相互间的有线电缆，更能够实现多种不同数字设备相互间的无线组网，使它们实现相互通信，或者接入因特网。
ZigBee技术是一种新型技术，它最近出现，主要是依靠无线网络进行传输，它能够近距离的进行无线连接，属于无线网络通讯技术。在以数据信息为载体进行的传输中，ZigBee技术是主要的技术指标， 它使用起来比较安全，而且它的容量性很强，被广泛应用到人类的日常通信传输中。
ZigBee联盟在IEEE 802.15.4标准的基础上开发了一套有关组网和应用的产业化标准，与IEEE仅制定物理层(PHY)和媒体访问控制子层(MAC)底层标准不同，ZigBee联盟对网络层、应用层及其配套的支持子层、安全子层都进行了标准化。因此，一个由终端厂商所实现的完整的ZigBee产品应由高层的应用规范、应用支持子层、ZigBee设备对象(ZDO)子层、网络层、MAC和PHY组成。网络层及其以上标准协议由ZigBee联盟制定，IEEE 802.15.4只负责PHY和MAC标准。
ZigBee标准与IEEE 802.15.4标准的结合，使其产品同时具有低功耗、易组网、短距离互联等特性，因此认为其应用在传感器网络/物联网时具有相当大的优势。间时，ZigBee联盟所制定的标准覆盖了整个开放式系统互联(OSI)的七层协议，非常利于厂家的实现。因此，在涉及到传感器网络/物联网的产品和解决方案时，ZigBee都被认为是一种成熟的解决方案。
二、Zigbee技术存在的难点
1.动态组网和动态路由
目前，Zigbee网络在数据传输方面存在的主要问题是动态组网和动态路由。Zigbee网络的节点不是静态的，而是实时动态变化的。网络中的每个节点被分隔一定的时间。它需要通过无线信号交换重新组网，每次都需要将信息从一个节点发送到另一个节点。此时，需要扫描各种可能的路径，从最短路径开始。这占用了大量的带宽资源，数据传输的时延问题也被放大。尤其是在网络节点数量增加和传输数量增加的情况下。因此，虽然Zigbee的射频传输速率为250kbps，但多次传输后的实际可用速率会大大降低。
2.通信稳定性较弱
目前国内Zigbee技术主要使用ISM频段的2.5G频率，一般采用信号反射传输。但它的衍射能力并不强。在此期间，由于建筑物等障碍物的阻碍，信号大大减弱。
因此，需要使用更多的网络节点进行数据传输。这个问题的解决方案是使用放大器来增加Zigbee网络节点的传输距离。然而，这不可能两全其美。这种解决方案将大大增加网络节点的功耗和成本，ZigBee具有低成本、低功耗的优势，已将不复存在。
三、ZigBee模块的软件组成
软件上包含了完整的ZigBee协议栈，并有自己的PC上的配置工具，采用串口和用户产品进行通讯，并可以对模块进行发射功率，信道等网络拓扑参数的配置，使用起来简单快捷。
透传模块的好处在于用户不需要考虑模块中程序如何运行的，用户只需要将自己的数据通过串口发送到模块里，然后模块会自动把数据用无线发送出去，并按照预先配置好的网络结构，和网络中的目的地址节点进行收发通讯了，接收模块会进行数据校验，如数据无误即通过串口送出。
不过目前来说，大多数用户应用Zigbee技术，都会有自己的数据处理方式，以致每个节点设备都会拥有自己的CPU以便对数据进行处理，所以仍可以把模块当成一种已经集成射频、协议和程序的“芯片”。
史海拾趣
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