Zigbee技术–智能家居协议

Zigbee是 无线个人区域网络（WPAN）的规范 之一 。 它旨在满足 低功耗和低数据率 的应用，由Zigbee联盟根据 IEEE 802.15.4标准 开发。通常情况下，Zigbee用于 建立一个智能家居 ，让来自不同制造商的设备相互通信，以实现自动化。

因此，它也被称为智能家居协议。例如，灯光系统可以与安全摄像机相连，咖啡机可以与报警系统相连，这样当你醒来时，咖啡就已经准备好了。

如果我们想要一个用于流媒体音频的短程通信网络，我们选择蓝牙。对于流媒体视频和较大的文件，我们使用Wi-Fi。但是，我们需要一个网络，用它来连接大量的 电池供电的设备。 我们不能选择 Wi-Fi ，因为它的 能量要求很高， 我们也不能选择 蓝牙 ，即使它消耗的能量较少，因为 只有少量 的设备可以使用蓝牙连接。

我们需要一个可以连接许多电池供电的设备的网络，这里的主要方面是低能量/功耗。这就是开发 Zigbee技术 的全部目的 。 Zigbee围绕着控制和传感器网络展开。因此，它是物联网（IoT）最常见的标准和应用之一。

Zigbee网络使用 网状拓扑结构， 为网络中的每个设备对提供单独的链接。即使一条链路出现故障，网络也可以利用另一条备用路径/链路进行通信。因此，它是 可靠的。

另一方面， Wi-Fi和蓝牙 网络使用 星形拓扑结构， 每个节点/设备都连接到一个中心节点，该节点可以是一个集线器、路由器或交换机。如果一个设备的链接出现故障，该设备就会从网络上断开连接。如果中央节点发生故障，整个网络就会瘫痪。

这些网络的问题是，它们提供的 数据率很低。

网络| 支持的数据率（b-bit）Wi-Fi 1.73 Gbps2 ,866.7 Mbps2 ,450 Mbps3 ,54 Mbps 蓝牙 24 Mbps, 3 Mbps, 700 Kbps Zigbee 250 kbps, 100 kbps, 40 kbps, 20 kbps

Zigbee的应用被设计成所需的数据率很低。例如，使用Zigbee技术的最大公司之一是亚马逊的智能家居服务。

这些网络也是用 128位AES对称加密密钥 来保障的 。 一个Zigbee网络可以支持 多达65,000个节点。 Zigbee还使用与Wifi相同的频段– 2.4GHz电磁波谱。 亚马逊和谷歌的最新发展，如Alexa和Google Home，也支持Zigbee连接。

架构和工作

在Zigbee网络中，将有三种类型的设备。

1. Zigbee协调员
2. 终端设备
3. Zigbee 路由器

终端设备 。

终端设备是我们使用的一种电池供电的设备。这些设备与Zigbee协调员通信。

Zigbee路由器 。

1. Zigbee路由器与Wi-Fi路由器不一样。它可以将信息发送到协调员，并将Zigbee终端设备的数据路由到协调员。
2. Zigbee路由器是一个主电源供电的设备，这意味着它直接连接到房屋的主电源。因此，不需要担心它的电池寿命。

Zigbee协调员 。

1. 协调员也是一个主电源设备，每个Zigbee网络将只有一个协调员。
2. 它负责启动和维护网络并选择网络安全模式。
3. 它接收来自终端设备的信息，并将信息桥接到家庭网络，供我们从手机或平板电脑上访问。

• 一个网络中可以有任何Zigbee路由器，但只有一个协调员。
• 一个Zigbee终端设备不能路由流量。
• Zigbee协调人可以路由流量，并负责首先建立网络。
• 使用Zigbee路由器，我们可以连接那些不在范围内的终端设备。
• 它有助于网络的网状功能，如果任何一个链接在通信过程中出现故障，它将提供备用链接。

优势

1. Zigbee是电池供电设备的最佳网络，因为它允许它们在不使用时关闭/睡眠。当需要时，网络会迅速将它们唤醒，从而节省电力。
2. 虽然是电池供电，但由于网络的省电功能，Zigbee设备可以有很好的寿命。
3. Zigbee是一个开放的标准。不同制造商提供了大量的设备。因此，Zigbee设备可以以较低的成本获得。
4. 由于其网状拓扑结构，该网络保持可靠。
5. 扩展Wi-Fi网络比扩展Zigbee网络更费时、更费钱。

缺点

1. 如果一个协调人失败，整个网络就会瘫痪。
2. 当协调员被替换时，所有的Zigbee设备不会自动连接到新的协调员。每个连接都必须再次手动建立。
3. Zigbee的开放标准带来了兼容性问题。不是每个Zigbee设备都能与每个Zigbee网络兼容。即使是与网络中其他设备来自同一制造商的设备，也可能需要与网络兼容。
4. Zigbee 3.0迫使制造商遵循特定的标准来进行认证，但仍需要实施
5. 由于其低带宽，Zigbee不支持音频和视频应用，如门铃和CCTV摄像机。

智能家居中Zigbee的知名用户

1. 亚马逊
2. 宜家
3. 三星
4. 松下
5. 博世
6. 华为
7. 飞利浦
8. 诺基亚
9. 德州仪器
10. 贝尔金

Zigbee这个名字

Zigbee这个词对技术来说不是很奇怪吗？下面是这个名字背后的比喻。Zigbee这个词是指蜜蜂的摇摆舞。当一只蜜蜂找到花蜜或花粉的来源时，它就会回到蜂巢并跳舞，让其巢中的伙伴知道来源的位置、距离和方向。名字中的蜜蜂说明了这一切。Zigbee联盟发现这个名字很合适，对通过舞蹈进行无声而有力的交流感到好奇。