Zigbee技术在应用中存在的问题
智能家居Zigbee无线通信技术应用
智能家居Zigbee无线通信技术应用提纲：1. Zigbee通信技术的概述和应用2. Zigbee无线通信技术在智能家居中的应用3. Zigbee协议栈和通信模型分析4. Zigbee无线通信技术的优点和缺点5. 基于Zigbee的智能家居案例分析1. Zigbee通信技术的概述和应用在智能家居领域，无线通信技术是关键技术之一，而Zigbee 协议则是一种常见的低功率消耗、低带宽、低数据速率、无线网络通信协议。
Zigbee技术协议可以应用于各种各样的场景，不同的设备，例如：智能家居、智能楼宇、智慧城市、物联网等。
2. Zigbee无线通信技术在智能家居中的应用Zigbee技术的低功耗和低复杂性使其成为智能家居应用中的主要通信技术之一。
Zigbee技术在智能家居应用中的使用可以包括安全系统、照明系统、智能门锁、温度控制系统等。
3. Zigbee协议栈和通信模型分析Zigbee协议包括物理层、MAC层、网络层和应用层。
Zigbee 协议的通信模型和协议栈都非常具体，并采用高效的应用程序接口，可通过网络层按需路由进行数据的分发。
网络层路由器在Zigbee网络中起到重要作用，它们允许数据流动的方向和路径通过网络管理器进行控制，以保持网络高效率和可靠性。
4. Zigbee无线通信技术的优点和缺点Zigbee无线通信技术的主要优点是低功耗、低复杂性、低成本。
其通信范围可达30到100米。
不过，Zigbee技术的主要缺点是其带宽较低，最高速度仅为250 kbit / s，且不太适合高质量的数据和高带宽应用。
Y不过Zigbee技术与其它无线通信技术相结合可增加其通信功能和应用范围。
5. 基于Zigbee的智能家居案例分析（1）照明系统Zigbee技术被广泛用于智能家居的室内和室外照明控制系统中。
例如：Zigbee 网络路灯系列，可以根据天气以及交通流量调节来实现智能路灯网络供电和监控。
（2）温度控制和能源管理Zigbee技术可与温度传感器和热控制器等设备一起使用，并提供电量计量功能，以实现智能能源管理。
ZigBee 3.0通信技术的优缺点及应用场景
ZigBee 3.0通信技术的优缺点及应用场景ZigBee 3.0的优缺点按照官方给出的描述来看，ZigBee 3.0标准与ZigBee1.2标准相比，有以下几点优势：1、安全性更高；2、稳定性更好；3、兼容性更好；4、功耗更低。
从市场应用角度来看，ZigBee 3.0覆盖了最广泛的设备类型，包括家庭自动化、照明、能源管理、智能家电、安全装置、传感器和医疗保健监控产品等。
它同时支持易于使用的DIY设备以及专业安装系统。
基于IEEE 802.15.4标准、工作频率为2.4 GHz。
ZigBee 3.0解决了智能家居领域应用最主流协议ZigBee不同应用层协议互联互通的问题，也进一步标准化了ZigBee协议，向智能家居的互联互通迈出了一大步。
虽然ZigBee 3.0并不能完全解决智能家居互联互通的问题，不过却能够解决应用层协议的统一问题，ZigBee 3.0的出现是为了统一ZigBee RS /HA/LL/BA/HC/TS等应用层协议，用于解决不同应用层协议之间的互联互通问题。
ZigBee协议有很多的应用层协议，不同的应用层协议彼此是独立不互通的，此外，由于标准化的问题，就算应用层协议相同，也不能够实现互联互通。
ZigBee 联盟还推出ZigBee 3.0认证来规范各个厂商使用标准的ZigBee 3.0协议。
Zigbee3.0物联网应用场景目前市场上智能家居应用中，ZigBee 3.0已然是不可或缺的重要角色，亿佰特E18系列是典型小体积 2.4GHz 频段的ZigBee 无线模块，贴片型、IPEX 接口、发射功率 100mW、引脚间距 1.27mm，适用于多种应用场景（尤其智能家居）。
采用美国德州仪器（TI）公司原装进口 CC2530 射频芯片，芯片内部集成了8051 单片机及无线收发器，并内置 PA+LNA，极大的扩展通信距离、提升通信稳定性。
可以应用于智能家居中的各个智能子系统：智能灯控、智能温湿度调节、智能清洁等系统、除此之外目前在智能医疗监控系统与智慧城市交通系统中也可以被广泛应用。
ZigBee技术的难点在哪里？
ZigBee技术的难点在哪里？随着我国物联网进入发展快车道，ZigBee在中国正逐渐被越来越多的用户接受。
然而，在发展中仍然存在许多挑战，比如如何克服ZigBee的技术困难。
在长期应用Zigbee 技术解决实际问题的过程中，亿佰特总结了几个我们认为短期内难以解决的但那又十分重要的问题。
1.动态组网和动态路由目前，Zigbee网络在数据传输方面存在的主要问题是动态组网和动态路由。
Zigbee网络的节点不是静态的，而是实时动态变化的。
网络中的每个节点被分隔一定的时间。
它需要通过无线信号交换重新组网，每次都需要将信息从一个节点发送到另一个节点。
此时，需要扫描各种可能的路径，从最短路径开始。
这占用了大量的带宽资源，数据传输的时延问题也被放大。
尤其是在网络节点数量增加和传输数量增加的情况下。
因此，虽然Zigbee的射频传输速率为250kbps，但多次传输后的实际可用速率会大大降低。
2.通信稳定性较弱目前国内Zigbee技术主要使用ISM频段的2.5G频率，一般采用信号反射传输。
但它的衍射能力并不强。
在此期间，由于建筑物等障碍物的阻碍，信号大大减弱。
因此，需要使用更多的网络节点进行数据传输。
这个问题的解决方案是使用放大器来增加Zigbee网络节点的传输距离。
然而，这不可能两全其美。
这种解决方案将大大增加网络节点的功耗和成本，ZigBee具有低成本、低功耗的优势，已将不复存在。
3.使用电池驱动难以保证网络节点的正常运行Zigbee的每个网络节点除了充当信息采集点，执行来自中心的命令外，还随时承担来自网络的数据传输任务。
这样，网络节点的收发器必须随时处于收发状态，即其最低功耗至少在20mA左右。
一般使用放大器的远程网络节点，功耗一般在150mA左右，因此使用电池驱动来保证网络节点的正常运行还是存在困难的。
4.ZigBee技术成本和工作量难以降低由于Zigbee中的每个节点都参与自动组网和动态路由的工作，每个网络节点的MCU都变得非常复杂，成本也相应会增加。
如何解决智能通信技术在实际使用中出现的问题
如何解决智能通信技术在实际使用中出现的问题智能通信技术是现代通信领域的一大重点研究方向，它涵盖了诸多技术和产品，如手机、电脑、平板、智能手表、智能家居等。
然而，智能通信技术在实际使用中也经常会遇到各种问题，需要我们针对性地进行解决。
本文将就智能通信技术在实际使用中出现的问题进行详细分析，并提出相应的解决方案。
一、智能通信技术存在的问题1.网络信号不稳定智能通信技术的基础是网络通信，但是由于环境等各种因素的影响，网络信号往往会不稳定，导致影响用户正常的上网和通讯。
特别是在一些海拔高的或者平原地带信号较差的地方，手机信号的接收和发射效率都会受到影响。
2.容易受到黑客攻击智能通信技术的普及，虽然方便了我们的日常使用，但同时也存在着一些安全隐患。
当我们上网时经常会遇到各种各样的电信诈骗和网络黑客攻击行为，通过手机信息监控、私人信息盗取等手段来达到不法目的。
3.续航时间较短由于智能通信设备的高能耗，其电池容量也相对较小，使得智能设备的续航能力很容易受限。
很多用户反映，他们的智能设备每天只能使用数小时，尤其是在高负荷使用下，续航时间更是缩短。
4.软件卡顿，操作不流畅智能设备的操作系统和各种应用程序都是软件，软件因为技术的原因功能不断扩充，但同时也会使得软件出现卡顿、运行不稳定等问题。
用户在使用手机和电脑时经常会遇到软件运行缓慢、无响应等现象，这些问题都会影响用户的使用体验。
二、智能通信技术问题的解决方案1.加强网络基础设施建设网络信号的不稳定往往是由于基础设施不完善导致的，因此，针对这个问题，需要加强网络基础设施建设，缩小城乡数字鸿沟，提供更加稳定、快速、便捷的网络体验环境。
例如，针对旅游景区、交通枢纽、重大活动等重点区域，可以加强建设4G+、5G网络等高速网络，为用户提供更加快速流畅的通信体验。
2.完善安全防护体系为了解决智能通信技术的安全问题，需要加强安全防护体系建设，加强信息安全管理，并通过技术手段提升用户的安全防御能力。
惯性思维设计导致的Zigbee通信能力差问题
惯性思维设计导致的Zigbee通信能力差问题自己不学射频，只是由于项目需要，临时参与了一段时间Zigbee 通信模块原理图和PCB设计，在设计过程中由于惯性思维导致了升版，付出了沉重的代价。
需求要求协调器和单个节点间的通信视距要达到100m以上。
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，工作在2.4GHz和868/915MHz频段，具有短距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率（<250kbps）等特点。
Zigbee通信模块选用的TI公司集成Zigbee/RF4CE/IEEE协议栈的MCU芯片CC2530，支持低功耗模式，射频接收灵敏度高达-97dBm，额定发射功率为4.5dBm，所用天线的中心频率为2.4GHz，最大增益1.5dBi，驻波比<2。
根据TI的参考电路和PCB绘制建议，完成电路设计，如图1所示：图1 CC2530参考电路图通过调节匹配电路参数，最后用射频分析仪测试出发射功率接近4.5dBm。
于是在空旷场所进行实测，测试视距仅有30m左右，远远不能达到100m要求。
限于结构，不能使用更大增益的天线。
于是最终考虑添加射频功放，不过个人觉得这样也使得Zigbee通信的低功耗优势不再。
TI提供了与CC2530配套使用的射频功放CC2591，可使射频功率提高至20dBm，消耗电流小于166mA，；即使无功率输出时，也有最大50mA的电流消耗。
射频接收增益分为高增益模式和低增益模式，在高增益模式下，接收增益为11dB，消耗电流最大4mA，噪声系数为4.8dB；在低增益模式下，接收增益为1dB，消耗电流最大2mA。
CC2591控制引脚包括HGM、PA_EN、EN，HGM用于控制RX的增益模式，PA_EN和EN用于控制RX模式、TX模式及低功耗模式的切换，按照TI的参考原理图将这些控制引脚接至CC2530的相应GPIO，这样便可以直接利用Z-stack进行驱动设计，否则会带来软件上的更改。
Zigbee技术的几大难题
Zigbee技术的几大难题Zigbee技术的几大难题尽管 Zigbee技术在2004年，就被列为当今世界发展最快，最具市场前景的十大新技术之一；关于Zigbee技术的优点，大家在论坛上也进行了许多讨论，到目前为止，国内外许多厂商也都开发生产了各种各样的 Zigbee产品，并在应用推广上做了大量的工作，然而，实事求是的讲，真正完全使用Zigbee技术来解决具体实际问题，有意义的案例则非常有限。
Zigbee 似乎成了一种时髦，但眼下还不能做到真正实用的新技术。
就其原因，除了作为一种新技术，它本身需要有一个技术改进和成熟，以及市场培育的过程外，我们在长期应用Zigbee技术来解决实际问题的实践中，还发现如下几个十分重要，而在短期内我们认为十分难以解决的问题：1． Zigbee的核心技术之一，是动态组网和动态路由，即Zigbee 网络考虑了网络中的节点增减变化，网络中的每个节点相隔一定时间，需要通过无线信号交流的方式重新组网，并在每一次将信息从一个节点发送到另一个节点时，需要扫描各种可能的路径，从最短的路经尝试起，这就涉及到无线网络的管理问题。
而这些，都需要占用大量的带宽资源，并增加数据传输的时延。
特别是随着网络节点数目的增加和中转次数增多。
因而，尽管Zigbee的射频传输速率是250kbps 但经过多次中转后的实际可用速率将大大降低，同时数据传输时延也将大大增加，无线网络管理也就变得越麻烦。
这也就是目前Zigbee网络在数据传输时的主要问题。
2．Zigbee这个字，从英语的角度来分析，它是由“Zig”和“bee”两个字组成。
前者“Zig”中文的意思是“之“字形的路径，后面一个英文单词“bee”就是蜜蜂的意思，我们的理解，Zigbee网络技术，就是模仿蜜蜂信息传递的方式，通过网络节点之间信息的相互互传，来将一个信息从一个节点传输到远处的另外一个节点。
如果按一般标准Zigbee节点，在开阔空间每次数据中转平均增加50米直线传输距离计算，传输500米直线距离需要中转十次；在室内，由于Zigbee 所使用的2.4 G的传输频率，一般是通过信号反射来进行传输的，由于建筑物的遮挡，要传输一定的距离，往往需要使用较多的网络节点来进行数据中转，如上述第一条中的分析，这对一个Zigbee网络来讲，并不是一件简单的事情。
Zigbee损坏原因分析及建议
Zigbee损坏原因分析及建议1.1 现有电路分析图1 电路框图及浪涌干扰路径根据样机，绘制出如图1所示的电路应用框图和潜在的两条主要浪涌电压干扰路径。
1.1.1浪涌电压干扰路径干扰路径一：AC输入电源端口可能存在较高的浪涌电压，虽然经过前级保护器件的部分吸收以及电源模块的隔离，但是由于电路寄生参数会导致部分耦合到输出级，此时浪涌电压虽然有大幅度衰减，但是对于Zigbee上面的LDO最高承受6.5V的电压来说，仍然是高压。
干扰路径二：继电器的闭合会产生较高的浪涌电压。
1.1.2Zigbee损坏原因由框图和实际情况可知，电源模块的5V输出分别给电路的四路主要部件供电，实际应用时，除Zigbee损坏外，其它部件均正常。
原因：LM1117输入电压应力20V；电流互感器部分的运放电路具有LC滤波处理，且运放电压应力较高；Zigbee上面的LDO最高电压6.5V，正常工作最高5.5V，LDO无前级保护措施。
因此损坏原因主要是Zigbee上面的LDO电压应力过低所致。
1.2 电路负载电流分析实测Zigbee模块正常工作时负载电流约40mA，LM1117+ARM电路正常工作时负载电流约为160mA，据继电器数据手册估算，两路继电器闭合时消耗电流合计约120mA。
1.3 电路调整建议如图2所示，建议对电路做一定的调整。
调整部分主要包含三点：关键点一：根据电路的负载电流分析，ARM+Zigbee总电流约为200mA，普通的LM1117电流达800mA。
LM1117的输入电压高达20V，可以较好地避免前级浪涌电压的干扰；Zigbee 使用的是LDO，给其3.3V供电也能保证长期稳定工作。
因此，建议通过LM1117给ARM 和Zigbee同时供电。
关键点二：对5V电源端口进行浪涌抑制，增加TVS管保护。
图2 推荐电路框图第三点：可以在AC输入端口增加共模电感L，进一步消除前级干扰。
Zigbee技术常见问题解答
Zigbee技术常见问题解答1、谁是ZigBee 联盟？ZigBee 联盟是为家庭、商业和工业应用创建无线解决方案的全球生态系统(ecosystem)。
ZigBee Alliance公司共同努力，致力于可靠、低成本、低功耗的无线网络和基于一个开放的全球性标准的监控和控制产品。
ZigBee Alliance成员包括全球的技术提供商和原始设备制造商。
成员是向所有人公开的。
2、有无一些ZigBee应用的例子？ZigBee技术非常适合一系列广泛的能源和节能控制、建筑自动化、工业、医疗、家庭自动化应用。
实质上，凡是需要兼容IEEE 802.15.4标准的RF性能特点的应用都将从ZigBee解决方案中获益。
例子如下：需求响应先进仪表装置自动抄表灯光控制 HVAC（采暖通风与空调）控制加热控制环境控制无线烟雾和CO（一氧化碳）探测家庭安全百叶窗、窗帘和遮光控制医疗传感和监测通用远程控制机顶盒（包括家庭控制）工业和建筑自动化3、加入ZigBee联盟有什么优势？ZigBee联盟成员公司可以享受加速发展的周期，增强产品和产业的竞争力。
ZigBee成员为兼容的无线网络界定、创造新的市场。
通过积极参与ZigBee联盟，成员有机会获得并且能够影响新兴的ZigBee 规范。
成员可以尽早获得ZigBee设计信息、发展信息、兼容规范和与其它公司互补的技能和能力。
除了帮助确定规范，成员享有与其它市场领先的公司联网，一起致力于提供兼容无线产品和网络的权利。
4、为什么我们需要ZigBee？ZigBee是唯一基于无线标准的技术：它针对有特殊需求的远程监测和控制、传感网络应用。
它使得基础广泛的无线网络部署有了低成本、低功耗解决方案。
它提供了能够运行几年的廉价初级电池，能用于一个典型的监测应用。
5、最近更新的ZigBee规范有何新的地方？首先，这次ZigBee规范的更新提供了2006年发布的所有广泛的功能，并增加了新的功能，使制造商在设计创新ZigBee产品时有更大的灵活性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Zigbee技术在应用中存在的问题
(2010-10-20 21:20:00)
尽管 Zigbee技术在2004年，就被列为当今世界发展最快，最具市场前景的十大新技术之一；
关于Zigbee技术的优点，大家在论坛上也进行了许多讨论，到目前为止，国内外许多厂商也都开发生产了各种各样的 Zigbee产品，并在应用推广上做了大量的工作，然而，实事求是的讲，真正完全使用Zigbee技术来解决具体实际问题，有意义的案例则非常有限。
Zigbee似乎成了一种时髦，但眼下还不能做到真正实用的新技术。
就其原因，除了作为一种新技术，它本身需要有一个技术改进和成熟，以及市场培育的过程外，我们在长期应用Zigbee技术来解决实际问题的实践中，还发现如下几个十分重要，而在短期内我们认为十分难以解决的问题：
1． Zigbee的核心技术之一，是动态组网和动态路由，即Zigbee网络考虑了网络中的节点增减变化，网络中的每个节点相隔一定时间，需要通过无线信号交流的方式重新组网，并在每一次将信息从一个节点发送到另一个节点时，需要扫描各种可能的路径，从最短的路经尝试起，这就涉及到无线网络的管理问题。
而这些，都需要占用大量的带宽资源，并增加数据传输的时延。
特别是随着网络节点数目的增加和中转次数增多。
因而，尽管Zigbee的射频传输速率是250kbps, 但经过多次中转后的实际可用速率将大大降低，同时数据传输时延也将大大增加，无线网络管理也就变得越麻烦。
这也就是目前Zigbee网络在数据传输时的主要问题。
2． Zigbee这个字，从英语的角度来分析，它是由“Zig”和“bee”两个字组成。
前者“Zig”中文的意思是“之“字形的路径，后面一个英文单词“bee”就是蜜蜂的意思，我们的理解，Zigbee网络技术，就是模仿蜜蜂信息传递的方式，通过网络节点之间信息的相互互传，来将一个信息从一个节点传输到远处的另外一个节点。
如果按一般标准Zigbee节点，在开阔空间每次数据中转平均增加50米直线传输距离计算，传输500米直线距离需要中转十次；在室内，由于Zigbee 所使用的2.4 G的传输频率，一般是通过信号反射来进行传输的，由于建筑物的遮挡，要传输一定的距离，往往需要使用较多的网络节点来进行数据中转，如上述第一条中的分析，这对一个Zigbee网络来讲，并不是一件简单的事情。
当然，我们也可使用放大器来增加Zigbee网络节点的传输距离，然而，这必然要大大增加网络节点的功耗和成本，失去了Zigbee低成本低功耗的本来目的。
而且，在室内使用这种方法来增加传输距离，效果也有限。
显然，一种通过中心点在室外，终端模块在室外的星状网网络通信结构个更加合理。
3．Zigbee的核心技术之一，是每一个网络节点，除了自身作为信息采集点和执行来自中心的命令外，它还承担着随时来自网络的数据中转任务，这样，网络节点的收发机必须随时处于收发接收状态，这就是说它的最低功耗至少在20mA左
右，一般使用放大器的远距离网络节点，其耗电量一般在150mA左右。
这显然很难使用电池驱动来保证网络节点的正常工作；
4．由于Zigbee中的每一个节点，都参与自动组网和动态路由的工作，因而每个网络节点的单片机也就相对复杂一些，成本自然也就高一些。
另外，在Zigbee 网络的基础上进行一些针对具体应用的开发工作的量也就大一些。
综上所述，我们认为，Zigbee网络，实际上在许多情况下，是牺牲了网络传输效率，带宽以及节点模块的功耗，来换取在许多实际应用中，并不重要的动态组网和动态路由的功能，因为，在一般情况下，我们的网络节点和数据传输途径往往都是固定不变的。
因而我们认为，当前Zigbee技术尚未解决的节点耗电问题，网络数据传输的效率较低时延较长的问题，以及数据传输距离有限的问题，是当前Zigbee 技术难于得到很好推广的更本原因。