核心技術:zigbee無線通信協(xié)議、低功耗透傳。
為什么要用zigbee?
ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用于距離短、功耗低且傳輸不高的各種電子設備之間進行數(shù)據(jù)傳輸。ZigBee可工作在2.4GHz、868MHz和915 MHz3個頻段上,具備最高250kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率,它具有如下特點:
1) 低功耗: ZigBee的發(fā)射功率僅為1mW,采用了休眠模式,靠兩節(jié)5號電池就可以維持長達6個月到2年左右的使用時間,這是其它無線設備望塵莫及的。
2) 成本低: ZigBee模塊的在6美元左右, 并且ZigBee協(xié)議是免專利費的。低成本對于ZigBee也是一個關鍵的因素。
3) 時延短: 通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短,典型的搜索設備時延30ms,休眠激活的時延是15ms,,活動設備信道接入的時延為15ms。因此ZigBee技術適用于對時延要求苛刻的無線控制(如工業(yè)控制場合等)應用。
4) 網(wǎng)絡容量大: 一個星型結構的Zigbee網(wǎng)絡最多可以容納254個從設備和一個主設備, 一個區(qū)域內(nèi)可以同時存在最多100個ZigBee網(wǎng)絡,而且網(wǎng)絡組成靈活。
5) 可靠: 采取了碰撞避免策略,同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了專用時隙,避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。MAC層采用了完全確認的數(shù)據(jù)傳輸模式,每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問題可以進行重發(fā)。
6) 安全: ZigBee提供了基于循環(huán)冗余校驗(CRC)的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能,支持鑒權和認證, 采用了AES-128的加密算法,各個應用可以靈活確定其安全屬性。
為什么要低功耗?
對于zigbee模塊來說,idle模式下的工作電流為4mA,采用了休眠功能的zigbee理想待機電流為1uA,實際使用中,這個數(shù)值也將不會超過50uA,這將使得模塊電池的使用壽命至少提高800倍。
如何實現(xiàn)低功耗,這是個難題嗎?
zigbee模塊為了省電在不通信時將處于休眠模式,在這種狀態(tài)下,zigbee模塊將無法接收外界設備通過串口傳輸過來的數(shù)據(jù)。如何讓模塊既能低功耗又可以實時為我們傳輸數(shù)據(jù)一值都是zigbee透傳技術的難題,通常出售zigbee模塊的廠商都不能實現(xiàn)或者竭力避免這個問題。這里我,我們非常自豪地宣布,我們非常完美地解決了這一難題,僅僅只需給模塊P0.7管腳一個方波脈沖,接下來就可以進行數(shù)據(jù)傳輸了,讓低功耗透傳變得如此簡單。
你們的模塊能傳多遠?
由于zigbee模塊工作在2.4gHz頻段,同藍牙、WIFI等無線通信協(xié)議同屬一個頻段,不但穿透性差,而且非常容易受到干擾。實際測試表明,我們的透傳模塊的戶外實際通信距離在140米以上,室內(nèi)通信距離超過70米,可以滿足大部分客戶的需求。而且對于zigbee模塊來說,它最優(yōu)秀的地方在于低功耗和自適應的能力,網(wǎng)絡中的節(jié)點越多,它的優(yōu)勢將越發(fā)明顯。
除了低功耗你們還能干嘛?
1)配置功能: 除了低功耗透傳之外,我們還為模塊增加了一些特色配置功能,包括串口通信波特率設置、模塊發(fā)射功率設置、終端模塊心跳速率設置、退出網(wǎng)絡指令等等,這些指令將使得透傳模塊變得更加靈活。
2)斷電重連功能:在加入網(wǎng)絡之后,節(jié)點的網(wǎng)絡信息將保存下來,模塊reset或者斷電后重新通電,它將按照之前保存的網(wǎng)絡信息再重新回到網(wǎng)絡中來。
3)感知能力:終端節(jié)點再加入網(wǎng)絡之后,為了省電,網(wǎng)絡指示燈將熄滅,如果終端節(jié)點不能和自己的父節(jié)點通信,它將能自動感知到,點亮網(wǎng)絡指示燈,搜索網(wǎng)絡中其它的節(jié)點,知道找到新的父節(jié)點之后,終端節(jié)點的網(wǎng)絡指示燈將再次熄滅。這一特性也常常被用來粗略檢測模塊通信距離。
4)自動路由能力:zigbee網(wǎng)絡可以做成復雜的多跳網(wǎng)絡,節(jié)點之間通信時會自動啟動路徑搜索功能,找到和目標節(jié)點最合適的通信線路,并將改線路保存,以便日后再次通信。
5) 自修復能力:多跳通信路徑上的某一個路由節(jié)點不能正常通信了,zigbee將啟動路徑修復功能,重新搜索新的通信線路來取代原來的線路。
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