Vor- und Nachteile des ZigBee-Protokolls und Hauptanwendungsbereiche von ZigBee

Vor- und Nachteile des ZigBee-Protokolls und Hauptanwendungsgebiete von ZigBee

 Das ZigBee-Protokoll erfüllt die Anforderungen an niedrige Kosten, geringen Energieverbrauch und hohe Fehlertoleranz von drahtlosen Sensoren. ZigBee ist ein LAN-Protokoll mit geringem Stromverbrauch, das auf dem IEEE802.15.4-Standard basiert. IEEE beschäftigt sich jedoch nur mit Low-Level-MAC-Layer- und Physical-Layer-Protokollen, daher erweitert die Zigbee Alliance IEEE, um seine Netzwerkschicht-Protokolle und APIs zu standardisieren. Zigbee ist eine aufstrebende drahtlose Netzwerktechnologie mit kurzer Reichweite und niedriger Geschwindigkeit.Wird hauptsächlich für drahtlose Verbindungen mit kurzer Reichweite verwendet. Es verfügt über einen eigenen Protokollstandard, der die Kommunikation zwischen Tausenden winziger Sensoren koordiniert.

Nachteile des ZigBee-Protokolls:

Der größte Nachteil der ZigBee-Technologie besteht darin, dass sie nicht direkt mit dem Internet verbunden werden kann und über ein Gateway konvertiert werden muss. Dies ist auch ein wichtiger Grund, warum es schwierig ist, die ZigBee-Technologie im Bereich persönlicher Konsumgüter populär zu machen.Bisher gibt es die ZigBee-Technologie nur im drahtlosen Kommunikationssystem von Industrie, Energie und Landwirtschaft sowie bei der Anwendung intelligenter Heimsysteme in Luxusvillen.

Das ZigBee-Protokoll wird üblicherweise in industriellen Steuerungsgeräten verwendet und ist auch in Smart Homes weit verbreitet. Beispielsweise wird das ZigBee-Protokoll für die Kommunikation zwischen Gateways und Tür- und Fenstersensoren verwendet.

Die Vorteile von ZigBee sind wie folgt:

1. Niedrige Kosten. Das ZigBee-Protokoll verfügt über eine niedrige Datenübertragungsrate und ein einfaches Protokoll, sodass die Entwicklungskosten relativ gering sind.

2. Sicherheit. Verwenden Sie CRC, um die Integrität des Datenpakets zu überprüfen, Authentifizierung und Authentifizierung zu unterstützen und AES-128 zum Verschlüsseln der übertragenen Daten zu verwenden.

3. Selbstorganisiertes Netzwerk. Durch die Mesh-Funktion des ZigBee-Protokolls kann ein Subnetzwerk bis zu 65.000 Knotenverbindungen unterstützen, wodurch schnell ein großes Sensornetzwerk implementiert werden kann.

4. Geringer Stromverbrauch. Aufgrund der niedrigen Übertragungsrate des ZigBee-Protokolls beträgt die vom Knoten benötigte Sendeleistung nur 1 mW und es wird der Sleep + Wake-up-Modus mit extrem geringem Stromverbrauch übernommen.

Aus den oben genannten Merkmalen lässt sich erkennen, dass ZigBee für die Geräteverwaltung und -überwachung sowie die Echtzeiterfassung von Sensordaten geeignet ist.

ZigBee-Protokollstapel (von oben nach unten): Anwendungsschicht, Netzwerkschicht, MAC-Schicht, physikalische Schicht.

ZigBee-Anwendungsbereich:

1. Es gibt viele Verkaufsstellen, die eine Datenerfassung oder -überwachung erfordern

2. Die zu übertragende Datenmenge ist nicht groß und die Gerätekosten müssen niedrig sein

3. Es erfordert eine hohe Zuverlässigkeit der Datenübertragung und eine hohe Sicherheit

4. Das Gerät ist klein und es ist unpraktisch, größere Akkus oder Leistungsmodule unterzubringen

 5. Batteriebetrieben

6. Das Gelände ist komplex und es gibt viele Überwachungspunkte, was eine große Netzabdeckung erfordert

7. Abdeckungslücken bestehender Mobilfunknetze

8. Telemetrie- und Fernsteuerungssysteme, die vorhandene Mobilfunknetze für eine geringe Datenübertragung nutzen

9. Die Positionierungsanwendung von sich bewegenden Zielen in lokalen Bereichen, in denen der GPS-Effekt schlecht ist oder die Kosten zu hoch sind

Im industriellen Bereich erleichtert der Einsatz von Sensoren und ZigBee-Netzwerken die automatische Erfassung, Analyse und Verarbeitung von Daten und kann als wichtiger Bestandteil von Entscheidungshilfesystemen eingesetzt werden. Zum Beispiel die Erkennung gefährlicher chemischer Komponenten, die frühzeitige Überwachung und Vorhersage von Feueralarmen, die Erkennung und Wartung von schnell rotierenden Maschinen, die Fernablesung von Zählern usw.Diese Anwendungen erfordern keinen hohen Datendurchsatz und keine kontinuierlichen Statusaktualisierungen und konzentrieren sich auf einen geringen Stromverbrauch und eine flexible Vernetzung, um die Batterielebensdauer zu maximieren und die Wartungskosten des ZigBee-Netzwerks zu senken.