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ZIGBEE技术特点

ZIGBEE协议基于IEEE 802.15.4标准，从2004年发布ZIGBEE V1．0到最新的增加了ZIGBEE-PRO扩展指令集的ZIGBEE2006版本，ZIGBEE功能不断强大。ZIGBEE具备强大的设备联网功能（见图2），它支持3种主要的自组织无线网络类型，即星型结构（Star）、网状结构（Mesh）和树型结构（Cluster Tree），特别是网状结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。与目前普遍应用的wi-Fi、Bluetooth等短距离无线通讯技术相比较，ZIGBEE的特点主要有：

 （1）工作周期短、收发信息功耗较低，并且RFD（Reduced Function Device，简化功能器件）采用了休眠模式，不工作时都可以进入睡眠模式。

（2）低成本。通过大幅简化协议（不到蓝牙的1/10），降低了对通信控制器的要求，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4 KB代码。

（3）低速率、短延时。ZIGBEE的最大通信速率达到250 kb／s（工作在2．4 GHz时），满足低速率传输数据的应用需求。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3～10 S、Wi-Fi需3 S。

（4）近距离，高容量。传输范围一般介于10～100 m，在增加RF发射功率后，亦可增加到1~3 km。这指的是相邻节点间的距离，若通过路由和节点间通信的接力，扩展后达到几百米甚至几公里。ZIGBEE可采用星状、片状和网状网络结构。由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点。

（5）高可靠性和高安全性。ZIGBEE的媒体接入控制层（Medium Access Control，MAC）采用CSMA/CA的碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。ZIGBEE还提供了3级安全模式，包括无安全设定、使用接人控制清单防止非法获取数据以及采用高级加密标准（AdvancedEncryption Standard，AES）的对称密码，以灵活确定其安全属性。

（6）免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗（Industrial Scientific Medical，ISM）频段，分别为2．4 GHz（全球）、915 MHz（美国）和868 MHz（欧洲）。

 

6.3 ZIGBEE（物联网）无线网络电能管理系统的体系结构

ZIGBEE（物联网）无线网络电能管理系统网络拓扑图，整个网络主要由四部分组成：计量仪表、本地无线通信网络、远方通信网络以及数据交换设备。整个网络由计量仪表、ZIGBEE采集器（负责与仪表之间的通信）、ZIGBEE网络终端（负责与上层通讯网络的对接，譬如工业以太网等）、上层通信网络和数据交换存储设备。ZIGBEE无线通信管理系统一般采用的组网方式是MESH的网状网络，MESH网络能更好得保证通信质量，保证单一节点出现故障时不影响其他节点通信状态。

 

公司通过建立ZIGBEE（物联网）无线网络电能管理系统解决方案的工厂试点工程，对ANEZB无线ZIGBEE通讯模块的实际参数进行了验证。详细参数见表2。

表2 ANEZB系列ZIGBEE通讯模块性能参数表

注1：以上表中数据是试点工程中的实测数据。在实际情况实施时，应视楼宇实际结构而定。

注2：无线信号穿透能力，往往还会受到如房间堆放物品的数量，堆放物品的高度等影响。

 

6.5 性能参数