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乐发welcomeZigbee的前身是1998年由 INTEL、lBM等產業巨頭發起的“ Homerflite”技術，隨著我國物聯網正進入發展的快車道，ZigBee也正逐步被國內越來越多的用戶接受。但是在發展上還是有很多的挑戰，比如說如何克服zigbee技術難題等。那么zigbee技術難題在哪?zigbee技術上有什么優缺點。

ZigBee技術的優缺點

　　1、低功耗：工作模式下，ZigBee技術的傳輸速率低，傳輸數據量很小，因此信號的收發時間很短。其次，在非工作模式情況下，ZigBee的節點處于休眠狀態。設備搜索延遲一般為30ms，休眠激活時延為15ms，活動設備接入信道時延為15 ms。由于工作時間較短，收發信息功耗較低且采用了休眠模式，使得ZigBee節點非常省電。ZigBee節點的電池工作時間可以長達6個月到2年左右，對于某些占空比(工作時間/(工作時間+休眠時間))小于1%的應用，電池的壽命甚至可以超過十年。相比較藍牙僅能工作數周，WIFI僅可工作數小時。
 

　　2、低成本：通過大幅簡化協議，降低了對節點存儲和計算能力的要求，。根據研究以8051的8位微控制器測算，全功能設備需要32K的代碼，精簡功能只需要4KB的代碼，而且ZigBee協議專利免費。
 

　　3、低速率：ZigBee工作在20-250kbit/s的較低速率，分別提供250kbit/s(2.4GHz)、40kbit/s(915MHz)和20kbit/s(868MHz)的原始數據吞吐率，能夠滿足低速率傳輸數據的應用要求。
 

　　4、近距離：ZigBe設備點對點的傳輸范圍一般介于10-100米之間。在增加射頻發射功率后，傳輸范圍可增加到1-3km。如果通過路由和節點間的轉發，傳輸距離可以更遠。
 

　　5、短時延：ZigBee響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態只需要15ms。節點連接進入網絡只需30ms，進一步節省了電能。相比較藍牙需要3-10秒，WIFI需要3秒。
 

　　6、網絡容量大：ZigBee低速率、低功耗和短距離傳輸的特點使得它非常適宜支持簡單器件。一個ZigBee的網絡節點最多包括有255個ZigBee網絡節點，其中有一個是主控(Master)設備，其余則是從屬(Slove)設備。若是通過網絡協調器(Network Coordinator)，整個網絡可以支持超過64000個ZigBee網絡節點，再加上各個網絡協調器可以相互連接，整個ZigBee的網絡節點的數目將是十分可觀。
 

　　7、高安全：ZigBee提供了數據完整性檢查和鑒權功能。在數據傳輸過程中提供了三級安全性。第一級實際是無安全方式，對于某種應用，如果安全并不重要或者上層已經提供了足夠的安全保護，器件就可以選擇這種方式來轉移數據。對于第二級的安全級別，器件可以使用接入控制清單(ACL)來防止非法器件來獲取數據，在這一級不采取加密措施。第三級安全級別在數據傳輸過程中，采用AES的對稱密碼。AES可以用來保護數據凈荷和防止攻擊者冒充合法用戶。
 

　　8、免執照頻段：ZigBee設備物理層采用工業、科學、醫療(ISM)頻段。
 

乐发welcome　　9、數據傳輸可靠：ZigBee的媒質傳入控制層(MAC層)采用talk-when-ready的碰撞避免機制。在這種完全確認的數據傳輸機制下，當有數據傳送需求時則立刻發送，發送的每個數據分組都必須等待接收方的確認消息，并進行確認信息回復。若沒有得到確認信息的回復就表示發生了沖突，將重傳一次。采用這種方法可以提高系統信息傳送的可靠性。ZigBee為需要固定帶寬的通信業務預留了專用時隙，避免了發送數據時競爭和沖突。同時，ZigBee針對時延敏感的應用做了優化，通信時延和休眠狀態激活的時延都非常短。

　　ZigBee的缺點：
 

　　1、成本：目前ZIGBEE芯片出貨量比較大的TI公司，芯片其成本均在2~3美金左右，再考慮到其他外圍器件和相關2.4G射頻器件，成本難以低于10美金，針對智能家居這種成本敏感而有需要大量節點的家用設備，其成本頗為尷尬。
 

　　2、通信穩定性：目前國內Zigbee技術主要采用ISM頻段中的2.5G頻率，其衍射能力弱，穿墻能力弱。家居環境中，即使是一扇門，一扇窗，一堵非承重墻，也會讓信號大打折扣。當然，有些廠家會使用射頻功放，對2.5G信號進行放大，但是這樣會造成額外的輻射污染，同時也和ZIGBEE低功耗，節能的初衷背道而馳。
 

　　3、自組網能力：Zigbee技術的主要特點是支持自組網能力強，自恢復能力強，因此，對于井下定位，停車場車位定位，室外溫濕度采集，污染采集等應用非常具有吸引力。然而，對于智能家居的應用場景中，開關，插座，窗簾的位置一旦固定，一直不變，自組網的優點也就不復存在，但是自組網所耗費的時間和資源卻依舊高昂。

　　我們在長期應用Zigbee技術來解決實際問題的實踐中，也發現了幾個十分重要，而在短期內我們認為十分難以解決的問題：
 

　　1. Zigbee的核心技術之一，是動態組網和動態路由，即Zigbee網絡考慮了網絡中的節點增減變化，網絡中 的每個節點相隔一定時間，需要通過無線信號交流的方式重新組網，并在每一次將信息從一個節點發送到另一個節點時，需要掃描各種可能的路徑，從最短的路經嘗 試起，這就涉及到無線網絡的管理問題。而這些，都需要占用大量的帶寬資源，并增加數據傳輸的時延。特別是隨著網絡節點數目的增加和中轉次數增多。因而，盡管Zigbee的射頻傳輸速率是250kbps 但經過多次中轉后的實際可用速率將大大降低，同時數據傳輸時延也將大大增加，無線網絡管理也就變得越麻煩。這也就是目前Zigbee網絡在數據傳輸時的主要問題。
 

　　2. Zigbee這個字，從英語的角度來分析，它是由“Zig”和“bee”兩個字組成。前者“Zig”中文的意思是“之“字形的路徑，后面一個英文單詞“bee”就是蜜蜂的意思，我們的理解，Zigbee網絡技術，就是模仿蜜蜂信息傳遞的方式，通過網絡節點之間信息的相互互傳，來將一個信息從一個節點傳輸到遠處的另外一個節點。如果按一般標準Zigbee節點，在開闊空間每次數據中轉平均增加50米直線傳輸距離計算，傳輸500米直線距離需要中轉十次;在室內，由于Zigbee所使用的2.4 G的傳輸頻率，一般是通過信號反射來進行傳輸的，由于建筑物的遮擋，要傳輸一定的距離，往往需要使用較多的網絡節點來進行數據中轉，如上述第一條中的分析，這對一個Zigbee網絡來講，并不是一件簡單的事情。當然，我們也可使用放大器來增加Zigbee網絡節點的傳輸距離，然而，這必然要大大增加網絡節點的功耗和成本，失去了Zigbee低成本低功耗的本來目的。而且，在室內使用這種方法來增加傳輸距離，效果也有限。顯然，一種通過中心點在室外，終端模塊在室外的星狀網網絡通信結構更加合理。
 

　　3.Zigbee的核心技術之一，是每一個網絡節點，除了自身作為信息采集點和執行來自中心的命令外，它還承擔著隨時來自網絡的數據中轉任務，這樣，網絡節點的收發機必須隨時處于收發接收狀態，這就是說它的最低功耗至少在20mA左右，一般使用放大器的遠距離網絡節點，其耗電量一般在150mA左右。這顯然很難使用電池驅動來保證網絡節點的正常工作;
 

　　4.由于Zigbee中的每一個節點，都參與自動組網和動態路由的工作，因而每個網絡節點的單片機也就相對復雜一些，成本自然也就高一些。另外，在Zigbee網絡的基礎上進行一些針對具體應用的開發工作的量也就大一些。
 

　　雖然說zigbee在應用中還存在著難題，但是從總體和未來的發展趨勢看， ZigBee在未來市場的發展前景會更好，畢竟在系統的通用性、OTA的支持、以及和其他產品的互通上都具有很大的優勢。