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关于ZigBee——网络技术篇

来源:
日期: 2018-03-28
浏览次数: 7

  ZigBee是具有怎样的无线数据传输网络?

  简单的说,ZigBee是一种高可靠的无线数传网络,类似于CDMA和GSM网络,ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75米到几百米、几公里,并且支持无线扩展。

  ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,十分类似现有的移动通信CDMA网或GSM网,每一个ZigBee网络数传模块类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,它们之间可以进行相互通信;每个网络节点间的距离可以从标准的75米,到扩展后的几百米,甚至几公里。

  与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是,ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立,因而,它必须具有简单,使用方便,工作可靠,价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立,每个基站价值一般都在百万元人民币以上,而每个ZigBee“基站”却不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象,例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控,还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外,每一个ZigBee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内,和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。

  每个ZigBee网络节点(FFD和RFD)可以支持多达31个的传感器和受控设备,每一个传感器和受控设备终可以有8种不同的接口方式。可以采集和传输数字量和模拟量。

  ZigBee所采用的自组织网是怎么回事?

  举一个简单的例子就可以说明这个问题,当一队伞兵空降后,每人持有一个ZigBee网络模块终端,降落到地面后,只要他们彼此间在网络模块的通信范围内,通过彼此自动寻找,很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。他们预先无法判断谁雨,而且,由于人员的移动,彼此间的联络还会发生变化。因而,模块还可以通过重新寻找通信对象,确定彼此间的联络,对原有网络进行刷新。这就是自组织网。

  ZigBee技术为什么要使用自组织网来通信?

  网状网通信实际上就是多通道通信,在实际工业现场,由于各种原因,往往并不能保证每一个无线通道都能够始终畅通,就像城市的街道一样,可能因为车祸,道路维修等,使得某条道路的交通出现暂时中断,此时由于我们有多个通道,车辆(相当于我们的控制数据)仍然可以通过其他道路到达目的地。而这一点对工业现场控制而言则非常重要。

关于ZigBee——网络技术篇

  为什么自组织网要采用动态路由的方式?

  所谓动态路由是指网络中数据传输的路径并不是预先设定的,而是传输数据前,通过对网络当时可利用的所有路径进行搜索,分析它们的位置关系以及远近,然后选择其中的一条路径进行数据传输。在我们的网络管理软件中,路径的选择使用的是“梯度法”,即先选择路径最近的一条通道进行传输,如传不通,再使用另外一条稍远一点的通路进行传输,以此类推,直到数据送达目的地为止。在实际工业现场,预先确定的传输路径随时都可能发生变化,或者因各种原因路径被中断了,或者过于繁忙不能进行及时传送。动态路由结合网状网拓扑结构,就可以很好解决这个问题,从而保证数据的可靠传输。

  ZigBee 和现有的通信移动网(GPRS,CDMA-1X)比较有哪些特点?

  其特点为:

  (1) 无网络使用费:使用移动网需要长期支付网络使用费,而且是按节点终端的数量计算的,而ZigBee没有这笔费用;

  (2) 设备投入低:使用移动网需要购买移动终端设备,每个终端的价格在人民币1000元上下,而使用ZigBee网络,不仅ZigBee网络节点模块(相当于基站)费用每只人民币不到1000元,而且,主要使用的网络子节点(相当于手机)的价格还要低得多;

  (3) 通信更可靠:由于现有移动网主要是为手机通信而设计的,尽管CDMA-1X和GPRS可以进行数据通信,但实践发现,不仅通信速率比设计速率低很多,而且数据通信的可靠信、连续性在许多情况下也得不到保证。而ZigBee网络则是专门为控制数据的传输而设计的,因而控制数据的传输具有相当的保证;

  (4) 高度的灵活性和低成本:首先,通过使用覆盖距离不同,功能不同的ZigBee网络节点,以及其它非ZigBee系统的低成本的无线收发模块,建立起一个ZigBee局部自动化控制网,再通过互联网或移动网与远端的计算机相连,从而实现低成本,高效率的工业自动化遥测遥控;

  (5) 比起现有的移动通信网来,尽管ZigBee仅仅只是一个局域网,但通过供足够的数据出口,它可以“无限”扩大它的覆盖范围,而且可以与现有的移动网,互联网和其它通信网络相连接。并通过这些网络将许多个ZigBee局域网相互连成为一个整体。有效的解决移动网的盲区覆盖问题:我们知道,现有移动网络在许多地方存在盲区,特别是铁路,公路,油田,矿山等野外,更是如此。而增加一个移动基站或直放站的费用是相当可观的,此时使用ZigBee网络进行盲区覆盖不仅经济有效,而且往往是现在唯一可行手段。

  ZigBee怎样实现远距离遥测遥控?

  ZigBee 网络还可以通过接口卡等多种方式,与互联网,GPRS网,CDMA1x网以及其它通信系统线连接,从而实现远程操控。你也可以通过其它网络,将两个或多个局部ZigBee 网络连接在一起。


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