无线传感器网络标准的特色和差异

发布时间:17-04-13 14:05分类:行业政策
标签:无线传感器,无线传感器网络标准,无线传感器网络标准的特色和差异
现在这个高速发展的时代,无论我们登录仪器仪表网还是一些其他网站,都可以在上面搜索到你需要的信息。比如我们搜索无线传感器,可以看到关于它的网络标准的特色和差异。下面让我们来看看详情。
随着物联网的发展,无线传感器网络发展也日益受到人们的重视。不过一个产业想要真正快速、规模化发展,相关标准的制定及发展是十分重要的。目前无线传感器网络领域中,主要有2个标准:ZigBee与Z-Wave。那么这个两个标准有哪些差异呢?各自有何特色?
在以往的发展中,以国际标准IEEE
802.15.4为其技术根基ZigBee,凭借广阔的目标市场和巨大的潜在需求,被人们所看好。ZigBee应用范围极广,同时适用在工控、医疗、安全等多种领域。而且ZigBee获得了国际级的半导体业者的支持和参与,业者阵容庞大、机构气势恢弘。
反观Z-Wave,则显得薄弱的多。Z-Wave由国内的公司提出,技术上没有国际标准做支撑,应用上也比较局限,仅在家庭自动化方面。尽管Z-Wave发起、成立了Z-Wave
Alliance的联盟机构,但其成员都不是3C领域的重量级业者,在推广上也处于劣势。
但在2006年之后,此产品的发展起了很大变化,通讯设备公司的投资支持,将Z-Wave用在家庭性的无线应用产品上。而Intel的创投单位也宣布投资Zensys,并加入了Z-Wave
。2007年,软件巨头也呼应Z-Wave技术,PC外围大厂也推出使用Z-Wave技术的家庭遥控器。这样一来,Z-Wave不仅应该领域从家庭自动化应用扩展到数字家庭领域中,而且其机构气势也在增强,获得了IT、通讯等领域的重量级业者的支持。
Z-Wave在技术领域也有所更新,以往Z-Wave的传输率极低,仅有9.6kbps。而ZigBee则快的多,2.4GHz频段的250kbps传输率,在915MHz频段上也至少有40kbps,或在868MHz频段上也还有20kbps。但Z-Wave已经做了一些技术更新,目前Z-Wave除了原有的9.6kbps速率外,也另增一个可达40kbps速率的模式,而且两者节点装置完全兼容互通。
同时,ZigBee能在2.4GHz频段、868MHz及908MHz频段工作,而Z-Wave也能在868MHz及908MHz频段工作。ZigBee在868MHz与915MHz频段是使用BPSK调制,2.5GHz频段使用正交式QPSK调制,而Z-Wave依旧是使用原有的GFSK无线发送的调制方式。ZigBee传输距离信息仅有32英呎~246英呎(10公尺~75公尺)的概略描述,Z-Wave的发送距离为100英呎(约30公尺)。
ZigBee节点寻址达16-bit,理论上可以达65,536个节点,还能选用更大范畴的64-bit寻址,节点数可无限扩大,还可以与广大Internet结合。但是Z-Wave依旧是每个网络内*多232个节点。ZigBee在连接拓朴方面有网状拓朴、星状(Star)、丛集状(Cluster)等拓朴,而Z-Wave只有一种拓朴型态,即是网状(Mesh)。ZigBee使用128-bit的AES对称加密,而Z-Wave则是尚未有任何加密的设计。
Z-Wave在订立之初*以家庭自动化应用为目标,而ZigBee则是追求更广泛应用为目标。尽管ZigBee期望能够用于PC外围或消费性电子的游戏玩具中,但该领域似乎已经被蓝牙占据。或许今后ZigBee将会主要立足于工控、医疗等领域。而Z-Wave则从单纯的家庭自动化应用,开始扩展延伸到数字家庭领域,并不断提升。
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表1 IEEE802.15.4的LLC层和MAC层主要功能

澳门新蒲京官网网址,摘
要:ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,本文详细分析了ZigBee技术,IEEE802.15.4标准及相关应用,讨论了它们的关系和相对其它技术的特点,并对其在家庭无线通信网中的应用前景进行了分析和展望。本文还针对无线网络与NGN(IPV6)的结合做了分析。
关键词:IEEE802.15.4 ZigBee 短距离无线网络 IPV6
长期以来,低价、低传输率、短距离、低功率的无线通讯市场一直存在着。自从Bluetooth出现以后,曾让工业控制、家用自动控制、玩具制造商等业者雀跃不已,但是Bluetooth的售价一直居高不下,严重影响了这些厂商的使用意愿。如今,这些业者都参加了IEEE802.15.4小组,负责制定ZigBee的物理层和媒体介入控制层。IEEE802.15.4规范是一种经济、高效、低数据速率(<250
kbps)、工作在2.4 GHz和868/928
MHz的无线技术,用于个人区域网和对等网状网络。它是ZigBee应用层和网络层协议的基础。
ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,所以它们的通信效率非常高。
一般而言,随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加。相对于现有的各种无线通信技术,ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术。同时由于ZigBee技术的低数据速率和通信范围较小的特点,也决定了ZigBee技术适合于承载数据流量较小的业务。所以ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。
1 IEEE 802.15.4和ZigBee介绍 IEEE无线个人区域网(PAN)工作组的IEEE
802.15.4技术标准是ZigBee技术的基础。802.15.4标准旨在为低能耗的简单设备提供有效覆盖范围在10米左右的低速连接,可广泛用于交互玩具、库存跟踪监测等消费与商业应用领域。传感器网络是其主要市场对象。
1.1 802.15.4协议架构及其技术特点
IEEE802.15.4满足国际标准组织(ISO)开放系统互连(OSI)参考模式。它定义了单一的MAC层和多样的物理层(如图1所示)
。 ZigBee Profiles网络应用层数据链路层IEEE802.15.4 LLC
802.2LLCIEEE802.15.4 MAC868/915 PHY 2400 PHY

表2 IEEE802.15.4标准的主要技术特征

IEEE802.15.4的MAC层能支持多种LLC标准,通过SSCS(Service-Specific
Convergence
Sublayer,业务相关的会聚子层)协议承载IEEE802.2类型一的LLC标准,同时允许其他LLC标准直接使用IEEE802.15.4
的MAC层服务。表1列出了IEEE802.15.4的LLC层和MAC层主要功能。