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全面了解ZigBee3.0:更加安全、可靠的无线网络架构

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Zigbee是作为开放式全球标准开发的无线技术,旨在满足低成本、低功耗无线物联网网络的独特需求。 Zigbee 标准在 IEEE 802.15.4 物理无线电规范上运行,并在包括 2.4 GHz、900 MHz 和868 MHz 在内的未授权频段中运行。

Zigbee协议栈所依据的 802.15.4 规范于 2003 年获得电气和电子工程师协会 (IEEE) 的批准。该规范是一种基于数据包的无线电协议,旨在用于低成本、电池供电的设备。该协议允许设备在各种网络拓扑中进行通信,并且电池寿命可以持续数年。

ZigBee

Zigbee 3.0 协议

Zigbee 协议已由 Zigbee 联盟的成员公司创建和批准。超过 300 家领先的半导体制造商、技术公司、原始设备制造商和服务公司组成了 Zigbee 联盟成员。 Zigbee 协议旨在提供一种易于使用的无线数据解决方案,其特点是安全、可靠的无线网络架构。

Zigbee 的优势

Zigbee 标志

Zigbee 3.0 协议旨在通过商业和工业应用中常见的嘈杂射频环境进行数据通信。 3.0 版建立在现有 Zigbee 标准的基础上,但统一了特定于市场的应用配置文件,以允许所有设备在同一网络中无线连接,无论其市场名称和功能如何。此外,Zigbee 3.0 认证方案确保了来自不同制造商的产品的互操作性。将 Zigbee3.0 网络连接到 IP 域,可以通过 LAN 或 WAN(包括互联网)上的智能手机和平板电脑等设备进行监控,并实现真正的物联网。

Zigbee 协议功能包括:

Zigbee 3.0 软件堆栈包含一个“基本设备”,可为将节点调试到网络中提供一致的行为。提供了一套通用的调试方法,包括Touchlink,一种接近调试的方法。

Zigbee 3.0 提供增强的网络安全性。有两种安全方法导致了两种类型的网络:

集中式安全:该方法采用协调器/信任中心,形成网络并管理网络和链接安全密钥到加入节点的分配。

分布式安全:这种方法没有协调器/信任中心,由路由器组成。随后,任何 Zigbee 路由器节点都可以向加入节点提供网络密钥。

节点采用它们加入的网络使用的任何安全方法。 Zigbee3.0 支持无线网络的规模和复杂性不断增加,可应对超过 250 个节点的大型本地网络。 Zigbee 还处理这些网络的动态行为(节点在网络中出现、消失和重新出现),并允许因失去父节点而导致的孤立节点通过不同的父节点重新加入网络。 Zigbee Mesh 网络的自愈特性还允许节点退出网络,而不会中断内部路由。

Zigbee 3.0 的向后兼容性意味着已经在 Zigbee Light Link 1.0 或家庭自动化 1.2 配置文件下开发的应用程序已为 Zigbee 3.0 做好准备。 Smart Energy 配置文件在功能级别也与 Zigbee 3.0 兼容,但 Smart Energy 具有仅在配置文件中解决的额外安全要求。

Zigbee 用于设备运行期间软件更新的无线 (OTA) 升级功能可确保已部署在现场的设备上的应用程序可以无缝迁移到 Zigbee3.0。 OTA 升级是鼓励制造商在其 Zigbee 产品中支持的可选功能。

网状网络

网格图

Zigbee 协议的一个关键组件是支持网状网络的能力。在网状网络中,节点与其他节点互连,以便多个路径连接每个节点。节点之间的连接通过复杂的内置网状路由表动态更新和优化。

网状网络本质上是分散的;每个节点都能够在网络上自我发现。此外,当节点离开网络时,网状拓扑允许节点基于新的网络结构重新配置路由路径。网状拓扑和ad-hoc 路由的特性在变化的条件或单个节点的故障中提供了更大的稳定性。

Zigbee 应用

Zigbee 通过低成本、低功耗的解决方案实现了广泛的无线网络部署。


https://www.wjx.cn/jq/84863372.aspx