【Zigbee模块】是什么?Zigbee计算解析

2021-11-13 09:30:48 admin 217

什么是 Zigbee? 

Zigbee 是一种用于将灯、插头和智能锁等智能设备连接到家庭网络的协议。您可以将这个家庭网络按原样与遥控器一起使用,例如宜家的 Tradfri 遥控器。它不会很智能,但一切都已连接,您永远不必起床使用电灯开关。您还可以将您的 Zigbee 网络链接到Homey 等集线器。在这里,Homey 充当互联网的“桥梁”,提供云工具、应用程序和手机(远程)控制。

Zigbee 类似于Z-Wave、Wi-Fi 和蓝牙等竞争协议,但又有所不同。它们都创建了相对安全的网络,您可以(主要)连接到集线器并使用手机或桌面应用程序进行控制。Zigbee 有利也有弊。作为用户,您最大的区别是支持的设备,Zigbee 在灯和智能插头方面提供更多,而其他协议支持不同的智能设备。

Zigbee 基础知识:它是如何工作的

“ Zigbee 包括一套基于 IEEE 802.15.4 的通信协议规范,支持网状低功耗无线个域网 (WPAN),具有用于点对点和多点对点设备间的多拓扑结构沟通。

Zigbee 智能设备使用无线电收发器相互通信。该芯片在 IEEE 802.15.4 协议上运行,频率超过 2.4 GHz,您可能会将其识别为 Wi-Fi 和蓝牙使用的相同频段。与 Wi-Fi 不同,Zigbee 在室内的距离较短,约为 10-20 米,因为它使用较少的功率。这确实显着延长了 Zigbee 设备的电池寿命。

Zigbee 设备可以从其他 Zigbee 设备发送和接收数据。Zigbee 设备还可以将 Zigbee 消息从一个设备复制并转发到下一个设备。这意味着您可以菊花链式连接智能设备并将它们链接到中央集线器,即使其中一些设备在该集线器的(直接)范围之外。

  • Zigbee 设备可以从其他 Zigbee 设备发送和接收数据

  • 一个集线器可以连接多个设备

  • Zigbee 提供设备到设备的通信,在更大的有效范围内中继消息

网状网络ING

网状网络本质上是一个网络,其中网络中的多个设备扮演路由器或中继器的角色。它们不仅将信号发送回始发者,还重复信号并将其转发到范围内的其他网络设备。反过来,这些可以进一步传递信号。这种“信号跳跃”为网状网络提供了比传统“星型网络”更大的范围和更高的可靠性。




网状网络也意味着“自愈网络”,因为有多个路由器。使用标准 Wi-Fi 网络,如果您的路由器离线,所有设备也会离线。Zigbee 协议会自动缩小差距并“自我修复”,以便设备继续运行。只要另一个路由设备仍在范围内,您的网络就会简单地重新路由并保持正常运行。 

Zigbee模块的一个例子: 

Rudolf 使用 Homey 作为其 Zigbee 网络的协调设备和集线器来设置他的智能家居。他在客厅里连接了 4 个 Phillips Hue 灯泡。这些智能灯位于 Homey 上 Zigbee 网络的 10-20 米室内范围内。Rudolf 认为 Hue 有点贵,于是在他的走廊、厨房和楼梯上加灯后改用 Tradfri。厨房灯不在 Homey 的范围内,但由于它在作为中继器的最后一个灯泡的范围内,因此它无论如何都会连接到网络。

Zigbee 网络中有什么? Zigbee 网络使用三种类型的设备角色。

5g/4g工业路由网关

显示了协调器、路由器和终端设备的不同角色的 Zigbee 网络。


协调器——每个网络都需要一个管理员。对于 Zigbee,这就是协调器。协调器建立 Zigbee 网络。每个网络需要一个。此角色通常由Zigbee 集线器承担,例如飞利浦 Hue Bridge、我们唯一的Homey或其他设备。您的协调器不必是智能集线器,但建议您这样做,因为这是最强大的设置。
协调器充当您网络的中心点,您可以在其中设置权限、允许其他设备访问以及协调您的个人局域网 (PAN)。如果您使用的是集线器,它也是您将设备链接到网络和应用程序的地方。而且,像 Homey 这样的集线器将您的 Zigbee 设备连接到可能使用其他协议的设备,例如 Wi-Fi、红外线或Z波。 

路由器——所有全功能设备,都是有源的、无电池的 Zigbee 设备,充当路由器来重复 Zigbee 信号。路由器与网络范围内的所有其他设备通信并“重复”网络信号。这就像玩电话一样,除了 Zigbee 实际上非常擅长游戏。只要您的设备可以相互“听到”,它们就会完美地传递信息。 

终端设备– 您可以购买功能缩减或电池供电的设备作为终端设备。该设备非常简单,不会重复或转发信号。重要的是,这些设备不会相互通信。终端设备或缩减功能设备仅与中继器和协调器通话。即,这是您网络的尽头。在大多数情况下,所有设备都是全功能设备,除非您选择电池供电的设备,例如无线灯、简单开关等。 

5g/4g工业路由网关

为什么要使用 Zigbee? 

Zigbee 不是完美的或“绝对最好的”家庭自动化技术,有利有弊。然而,它确实为消费者提供了很多东西。 

更好的遥控器——如果你家里有射频或红外线灯,你会很高兴知道 Zigbee 更好。如果您确实使用遥控器,则可以将其指向任何地方以激活连接的设备。尽管如此,我们还是会推荐一个智能集线器,这不仅仅是因为我们在卖一个。智能集线器允许您将 Zigbee 网络连接到网络,以便您可以将手机用作遥控器、设置自动化并在您不在家时控制您的设备。

连接到云- Zigbee 通过我们刚刚提到的智能集线器链接到互联网。集线器意味着您可以使用移动、云或桌面设备上的应用程序控制设备。它还意味着收集使用数据、设置自动化以及邀请可以控制相同设备的多个用户的选项。 

安全– Zigbee 使用 128 位 AES 加密密钥,与其主要竞争对手 Z-Wave 类似。这加上短距离信号使 Zigbee 安全。Zigbee 默认是安全的。但是,当您正确配置它们时,大多数家庭自动化协议具有相似的安全级别。这与其说是卖点,不如说是必备品。 

稳定的网络– Zigbee 设备会在网络中的一台设备出现故障时自动重新路由。您的网络不会因为您意外关闭走廊灯而中断,除非该灯是您的网络与房屋中其他设备之间的单一链接。 

多设备– 由于在单个网络上支持多个设备,您永远不需要多个 Zigbee 集线器。如果您只需要几台设备,那么您可能需要一个 Zigbee 中继器或不同的协议,如果您要将智能设备散布在整个房屋中。 

省电– Zigbee 设备在待机时消耗很少的能量,这大大减少了用电量,并在相关情况下延长了电池寿命。 

经济高效——众所周知,Zigbee 设备价格实惠。Zigbee 设备往往比具有相同功能的 Z-Wave 设备便宜 20-50%。由于与 Z-Wave 相比,Zigbee 上的芯片和认证都更容易、更便宜,因此这种差异可能会持续下去。

同时,Zigbee 绝对不是一刀切的解决方案。 

  • 您总是需要像 Homey 这样的集线器来将 Zigbee 与您的手机或计算机配对。

  • 如果您不添加更多设备,则 Zigbee 网络的范围有限。每个 Zigbee 设备必须始终处于至少一个其他 Zigbee 设备的有限范围内。 

  • 并非所有智能设备都支持 Zigbee。虽然 Zigbee 主导着智能灯市场,但如果您想要传感器、开关、电视、风扇或数据流设备,您很可能需要另一种技术。

对于Zigbee模组的结论 

Zigbee 是一种智能、功能强大且具有成本效益的智能家居技术。与蓝牙相比,它具有多种优势,并且(通常)更具成本效益,并且比 Wi-Fi 使用的能源少得多,从而延长了电池寿命。它的成本也低于 Z-Wave。许多主要的智能家居品牌都使用 Zigbee。Zigbee 在智能照明行业极为常见,但在家庭其他领域并不常见。Zigbee 可以提供很多东西——无论您是智能家居老手还是只是在研究您的第一个智能灯。 

同时,Zigbee 肯定比其他解决方案更适合某些解决方案。Zigbee 是低功耗的,仅按需推送数据。这意味着它非常适合按钮和传感器。对于无线扬声器等高带宽设备来说,它不太好。目前,Zigbee 主导着智能照明市场。如果你想要灯,你的灯泡几乎肯定支持 Zigbee。如果您需要其他设备,例如传感器,则更有可能最终获得Z-Wave 之类的设备,因为 Z-Wave 目前领先于该市场。 

归根结底,大多数智能家居技术都可以提供很多东西。Zigbee 只是一种选择。而且,有了 Homey 等智能家居集线器支持多种协议,您的所有设备都没有必要使用相同的协议。Homey 支持 6 种智能家居技术,包括 Zigbee。您理想的智能家居可能包含多种技术,这就是为什么您的中央集线器支持您实现家居自动化所需的一切更为重要。

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标签: Zigbee
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