ZigBee技术如何实现家庭自动化

Zigbee是一种低功耗低数据网络协议，非常适合诸如家庭自动化之类的应用，这些应用中的设备通信量小而且通信距离短 。

如今，物联网设备有许多不同的选择，并且有许多不同的方法连接到这些设备，例如WiFi，蓝牙，Z-Wave等。在本文中，我将讨论Zigbee的优点、缺点和在家庭自动化中的应用。

什么是Zigbee？

Zigbee是基于IEEE.802.15.4规范的网络协议，IEEE.802.15.4规范是低速率无线个人局域网（WPAN）的标准。Zigbee通过“添加网格网络和安全层以及一个应用程序框架，成为一个完整的，可认证的，可互操作的解决方案”来扩展IEEE规范。

Zigbee设备通常具有四层：IEEE.802.15.4无线电，Zigbee Pro，Zigbee群集库和Zigbee认证。Zigbee Pro是网络基础架构，其实现的功能范围从通信频段规范和配对机制到安全密钥生成和节能。Zigbee群集库是应用程序层，用于定义群集，该群集是消息/设备行为的标准集合，以允许Zigbee设备在设备之间以标准方式运行。 这有助于实现互操作性，因此来自不同制造商的Zigbee设备可以相互配合使用。

Zigbee设备通常在2.4GHz上进行通信，但它们也可以在特定于区域的sub-GHz频段中进行通信。Zigbee可以在2.4GHz范围内传输10到100米的信号。它可以在sub-GHz频段上传输高达1公里的距离。 由于WiFi也使用2.4GHz，因此Zigbee设备通过具有16个独立的通信通道来处理2.4GHz以上的干扰。它们还自动重传数据以及发送少量数据包，从而使传输失败的可能性很小。

Zigbee是可互操作的，这意味着如果我购买两种不同的Zigbee设备，它们可以通过Zigbee网络相互通信。尽管由于多种应用配置文件（例如家庭自动化和智能能源）的互操作性受到限制，但是Zigbee的设备互操作性仍然是非常有用的功能。

Zigbee能够在其设备之间形成各种网络安排或网络拓扑。最常见的网络拓扑如下所示：星形、簇树和网格。每个Zigbee网络可以由三种类型的设备组成：终端设备、路由器和协调器。协调器负责创建网络，并通过网络路由流量。一个网络只能有一个协调器。路由器负责路由通信量，而终端设备不通过网络路由通信量。

最后，Zigbee相对于其他网络协议（如WiFi）的主要优势在于它的功耗非常低。这是因为它是IEEE.802.15.4标准以及Zigbee协议本身要求较低功率运行的结果。虽然这确实意味着Zigbee设备可能没有大范围传输或传输大量数据，但它们确实节省了功率，金钱和维护工作。Zigbee甚至具有绿色电源（Green Power）功能，该功能允许无电池设备加入网络。根据Zigbee联盟的说法，“绿色电力可以通过普通的能量收集技术利用用于翻转典型电灯开关的能量，该能量足够可以通过Zigbee PRO网络发送命令。”

家庭自动化

现在，我们已经了解了Zigbee的基本概念，下面让我们看一下Zigbee的家庭自动化应用程序。 Zigbee是家庭网络开箱即用的理想选择，大多数设备之间的距离应在10至100米之间。您可以去商店购买全新的Home Automation Zigbee设备，它将连接到您现有的mesh网络中。目前，Zigbee联盟站点列出了约400种用于家庭自动化的设备。家庭自动化Zigbee设备是所有常见的物联网家庭设备，例如灯泡，开关，锁，运动传感器和恒温器。

Zigbee得到了知名公司和各种设备的支持。出售Zigbee产品的主要公司包括三星，博世，霍尼韦尔，德州仪器和亚马逊等。实际上，亚马逊的Echo Plus带有内置的Zigbee集线器来控制Zigbee设备。 三星的SmartThings设备也使用Zigbee进行通信（它们还支持Z-wave）。

总结

总之，Zigbee是一种低功耗低数据网络协议。 Zigbee设备可以轻松添加到网络（例如mesh网络）以相互通信。非常适用于家庭自动化之类的应用，这些应用中的设备之间不经常通信，并且彼此之间的距离很近。Zigbee的内置省电功能是一项很棒的功能，它使设备的电池续航时间比其他网络协议更长。大家可以尝试使用Zigbee设备来使您的房屋自动化！