Zigbee模块的技术简介,特点,硬件参数及市场应用

2018-10-17 admin 583

 zigbee模块是一种基于标准的远程监控、控制和传感器网络应用技术。为满足人们对支持低数据速率、低功耗、安全性和可靠性,而且经济高效的标准型无线网络解决方案的需求,ZigBee 标准应运而生。核心市场是消费类电子产品、能源管理和效率、医疗保健、家庭自动化、电信服务、楼宇自动化以及工业自动化。围绕ZigBee芯片技术推出的外围电路,称之为“ZigBee模块,常见的ZigBee模块都是遵循IEEE802.15.4的国际标准,并且运行在2.4GHZ的频段上,另外,欧洲的标准是868MHZ、北美是915MHZ

一,zigbee模块技术简介

Zigbee是部署无线传感器网络的新技术。它是一种短距离、低速率无线网络技术,是一种介于无线标记技术和BlueTooth之间的技术提案。Zigbee一词源自蜜蜂群在发现花粉位置时,通过跳ZigZag形舞蹈来告知同伴,达到交换信息的目的。借此称呼一种专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术。
  ZigBee协议是由ZigBee联盟制定的无线通信标准,该联盟成立于20018月。2002年下半年,英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司共同宣布加入ZigBee联盟,研发名为“ZigBee”的下一代无线通信标准,这一事件成为该技术发展过程中的里程碑。ZigBee联盟现有的理事公司包括BM GroupEmber公司,物联传感、飞思卡尔半导体,Honeywell,三菱电机,摩托罗拉,飞利浦,三星电子,西门子,及德州仪器ZigBee联盟的目的是为了在全球统一标准上实现简单可靠、价格低廉、功耗低、无线连接的监测和控制产品进行合作,并于200412月发布了第一个正式标准。

.zigbee模块技术特点

1.数据传输速率低:10Kb/s~250Kb/s,专注于低速率传输应用
  2.功耗低:在低功耗待机模式下,两节普通 5号电池可使用 6~24 个月

3.成本低:Zigbee 数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本
  4.网络容量大:网络可容纳 65,000 个设备
  5.延时短:典型搜索设备时延为 30ms,休眠激活时延为 15ms,活动设备信道接入时延为15ms
  6.网络的自组织、自愈能力强,通信可靠
  7.数据安全:Zigbee 提供了数据完整性检查和健全功能,采用 AES-128 加密算法(美国新加密算法,是目前最好的文本加密算法之一) ,各个应用可灵活确定其安全属性
  ZigBee 技术在低功耗、低成本和组网能力具有无可比拟的应用优势

.zigbee模块硬件参数

1.电气参数

1电源: 2V-3.6V 典型值:3.3V

2模块总功耗:A无线模块不工作时平均功耗 22-25mW
  B无线模块工作时平均功耗 130-135mW
  C无线模块工作时峰值功耗 140-150mW

3发射功率:100mW
   (4)天线功率:1dBm
   (5)接收灵敏度:-97dBm

(6)信道:11to26

(7)电流:工作电流小于55mA,待机电流小于5mA

(8)工作频段:2.4G ISM频段
  (9)环境温度:-40~80℃
  (10)无线传输距离:200-250m(外接5dB鞭状天线),300-400m(外接9dB鞭状天线)

2.外设端口如下:

(1)42个含复用的通用数字输入输出口(GPIO),不复用ADC /DAC/ UART/ SPI/ I2C/ CAN功能引脚时最大为9
  23个串行外设接口(SPI),其中1个复用ADC
  32个内部集成总线接口(I2C),其中1个复用UART
  41个工业现场总线接口(CAN
  54个串行通信接口(UART),其中1个复用I2C
  612个模拟量输入通道(ADC),其中2个复用DAC4个复用SPI
  72个模拟量输出通道(DAC
  8816位同步定时器

3.极限参数  条件 最小值 最大值 单位
  所有电源引脚 -0.3 3.6 V
  任一数字引脚电压 -0.3 VDD+0.3≤3.6 V
  输入RF水平 10 dBm
  存储温度范围 -20 70 ℃

4.封装尺寸尺寸: 38.6*23.2*3mm
  重量: 5g

.zigbee模块市场应用

1.农业大棚解决方案通过部署各类湿度、光照、二氧化碳传感器,采用无线Zigbee技术传输各传感数据至系统平台,系统根据设定的参数标准,控制空调、灌溉等设备的开关,从而实现农业大棚的智能化应用

2.智能家居智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、 ZigBee无线技术、智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境 

3.矿井人员定位矿井人员通过佩戴基于ZigBee技术的定位卡,系统能实现井下坑道作业面工作人员的精确定位,及时准确的提供井下人员的数量、位置、分布情况和每个人员任意时刻所在的位置及各时间段的活动轨迹,为事故处理和救援工作提供可靠的数据依据

4.楼宇自动化应用楼宇自动化应用通过将建筑物或建筑群内的变配电器、照明、电梯、空调、供热、给排水、消防、保安等众多设备,通过ZigBee无线技术实现智能化管理和控制设备的运行、安全状况及能源使用情况


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