ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù),主要適合于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域,可以嵌入各種設(shè)備中,同時(shí)支持地理定位功能。ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的用于超低功耗的無線個(gè)人局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。它是由50多家公司聯(lián)合起草的,具有成本低、功耗小、應(yīng)用領(lǐng)域廣、具有標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。ZigBee與Bluetooth相比具有更低的功耗和成本,能夠最大限度的延長電池的使用壽命。
ZigBee技術(shù)充分利用了IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn),并增加了邏輯網(wǎng)絡(luò)、安全性和應(yīng)用軟件,提供了靜態(tài)和動態(tài)星形、集群樹和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)大區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋和可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò),避免單點(diǎn)故障。因?yàn)閆igBee技術(shù)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),因而它提供了互操作性,使不同廠商之間的設(shè)備能夠進(jìn)行通信,并為系統(tǒng)集成商和客戶提供靈活的購買選擇。ZigBee技術(shù)采用無線技術(shù)構(gòu)建和重新建模,提供了簡單易用且經(jīng)濟(jì)高效的方法。憑借ZigBee技術(shù)的低功耗特性,這些電池供電的網(wǎng)絡(luò)可以延長運(yùn)行時(shí)間。除了提供新功能以外,ZigBee技術(shù)還可以降低原始設(shè)備廠商(OEM)的成本。
根據(jù)業(yè)務(wù)流的特征,Zigbee的應(yīng)用可以劃分成連續(xù)性業(yè)務(wù)、周期性業(yè)務(wù)和間斷性業(yè)務(wù)三種。連續(xù)性業(yè)務(wù)定義為要求低時(shí)延數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù),鍵盤、鼠標(biāo)和游戲桿屬于這種類型。周期性業(yè)務(wù)是在固定的時(shí)間間隔傳輸數(shù)據(jù)的低速率業(yè)務(wù),傳感器、流速計(jì)和警報(bào)系統(tǒng)是周期性業(yè)務(wù)的代表。而間歇性業(yè)務(wù)則以不規(guī)則的時(shí)間間隔傳輸數(shù)據(jù),室內(nèi)照明設(shè)施的開關(guān)和家用電器遙控器屬于這種類型。
Zigbee技術(shù)主要嵌入在消費(fèi)性電子設(shè)備、家庭和建筑物自動化設(shè)備、工業(yè)控制裝置、電腦外設(shè)、醫(yī)用傳感器、玩具和游戲機(jī)等設(shè)備中,支持小范圍的基于無線通信的控制和自動化等領(lǐng)域中。
在工業(yè)領(lǐng)域,利用傳感器和Zigbee網(wǎng)絡(luò),使得數(shù)據(jù)的自動采集、分析和處理變得更加容易,可以作為決策輔助系統(tǒng)的重要組成部分。例如危險(xiǎn)化學(xué)成分的檢測,火警的早期檢測和預(yù)報(bào),高速旋轉(zhuǎn)機(jī)器的檢測和維護(hù)。這些應(yīng)用不需要很高的數(shù)據(jù)吞吐量和連續(xù)的狀態(tài)更新,重點(diǎn)在低功耗,從而最大程度地延長電池的壽命,減少Zigbee網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)成本。
在汽車上,主要是傳遞信息的通用傳感器。由于很多傳感器只能內(nèi)置在飛轉(zhuǎn)的車輪或者發(fā)動機(jī)中,比如輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng),這就要求內(nèi)置的無線通信設(shè)備使用的電池有較長的壽命(大于或等于輪胎本身的壽命),同時(shí)應(yīng)該克服嘈雜的環(huán)境和金屬結(jié)構(gòu)對電磁波的屏蔽效應(yīng)。
在精確農(nóng)業(yè),或者叫精確耕種的應(yīng)用中,無線電傳播特性良好,但是需要成千上萬的傳感器構(gòu)成比較復(fù)雜的控制網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要使用孤立的、沒有通信能力的機(jī)械設(shè)備,主要依靠人力監(jiān)測作物的生長狀況。采用了傳感器和Zigbee網(wǎng)絡(luò)以后,農(nóng)業(yè)將可以逐漸地轉(zhuǎn)向以信息和軟件為中心的生產(chǎn)模式,使用更多的自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和遠(yuǎn)程控制的設(shè)備來耕種。傳感器可以收集包括土壤濕度、氮濃度、pH值、降水量、溫度、空氣濕度和氣壓等信息。這些信息和采集信息的地理位置經(jīng)由Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳送到中央控制設(shè)備供農(nóng)民決策和參考,這樣農(nóng)民能夠及早而且準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)問題,從而有助于保持并提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,將借助于各種傳感器和Zigbee網(wǎng)絡(luò),準(zhǔn)確而且實(shí)時(shí)地監(jiān)測每個(gè)病人的血壓、體溫和心跳速度等信息,從而減少醫(yī)生查房的工作負(fù)擔(dān),有助于醫(yī)生做出快速的反應(yīng),特別是對重病和病;颊叩谋O(jiān)護(hù)和治療。
消費(fèi)和家用自動化市場是Zigbee技術(shù)最有潛力的市場。據(jù)估測,每個(gè)家庭需要100到150個(gè)Zigbee設(shè)備?梢月(lián)網(wǎng)的家用設(shè)備包括電視、錄像機(jī)、PC外設(shè)、兒童玩具、游戲機(jī)、門禁系統(tǒng)、窗戶和窗簾、照明設(shè)備、空調(diào)系統(tǒng)和其他家用電器等。家用設(shè)備引入Zigbee技術(shù)后,將大大改善人們居住環(huán)境和舒適度,特別適合于兒童、老年人和殘疾人士使用。同時(shí)基于Zigbee技術(shù)的遙控器可以實(shí)現(xiàn)全球漫游和無縫使用,從而在一定程度上降低這些設(shè)備的生產(chǎn)和使用成本。