核心技术:zigbee无线通信协议、低功耗透传。
为什么要用zigbee?
ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输不高的各种电子设备之间进行数据传输。ZigBee可工作在2.4GHz、868MHz和915 MHz3个频段上,具备最高250kbit/s的数据传输速率,它具有如下特点:
1) 低功耗: ZigBee的发射功率仅为1mW,采用了休眠模式,靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备望尘莫及的。
2) 成本低: ZigBee模块的在6美元左右, 并且ZigBee协议是免专利费的。低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。
3) 时延短: 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms,,活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。
4) 网络容量大: 一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备, 一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络,而且网络组成灵活。
5) 可靠: 采取了碰撞避免策略,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。
6) 安全: ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证, 采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。
为什么要低功耗?
对于zigbee模块来说,idle模式下的工作电流为4mA,采用了休眠功能的zigbee理想待机电流为1uA,实际使用中,这个数值也将不会超过50uA,这将使得模块电池的使用寿命至少提高800倍。
如何实现低功耗,这是个难题吗?
zigbee模块为了省电在不通信时将处于休眠模式,在这种状态下,zigbee模块将无法接收外界设备通过串口传输过来的数据。如何让模块既能低功耗又可以实时为我们传输数据一值都是zigbee透传技术的难题,通常出售zigbee模块的厂商都不能实现或者竭力避免这个问题。这里我,我们非常自豪地宣布,我们非常完美地解决了这一难题,仅仅只需给模块P0.7管脚一个方波脉冲,接下来就可以进行数据传输了,让低功耗透传变得如此简单。
你们的模块能传多远?
由于zigbee模块工作在2.4gHz频段,同蓝牙、WIFI等无线通信协议同属一个频段,不但穿透性差,而且非常容易受到干扰。实际测试表明,我们的透传模块的户外实际通信距离在140米以上,室内通信距离超过70米,可以满足大部分客户的需求。而且对于zigbee模块来说,它最优秀的地方在于低功耗和自适应的能力,网络中的节点越多,它的优势将越发明显。
除了低功耗你们还能干嘛?
1)配置功能: 除了低功耗透传之外,我们还为模块增加了一些特色配置功能,包括串口通信波特率设置、模块发射功率设置、终端模块心跳速率设置、退出网络指令等等,这些指令将使得透传模块变得更加灵活。
2)断电重连功能:在加入网络之后,节点的网络信息将保存下来,模块reset或者断电后重新通电,它将按照之前保存的网络信息再重新回到网络中来。
3)感知能力:终端节点再加入网络之后,为了省电,网络指示灯将熄灭,如果终端节点不能和自己的父节点通信,它将能自动感知到,点亮网络指示灯,搜索网络中其它的节点,知道找到新的父节点之后,终端节点的网络指示灯将再次熄灭。这一特性也常常被用来粗略检测模块通信距离。
4)自动路由能力:zigbee网络可以做成复杂的多跳网络,节点之间通信时会自动启动路径搜索功能,找到和目标节点最合适的通信线路,并将改线路保存,以便日后再次通信。
5) 自修复能力:多跳通信路径上的某一个路由节点不能正常通信了,zigbee将启动路径修复功能,重新搜索新的通信线路来取代原来的线路。
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