【LED论文】智能家居中蓝牙，WiFi，ZigBee方案的分析与对比
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1. ZigBee （紫峰协议） 1.1 ZigBee简介 Zigbee是IEEE 802.15.4协议的简称，它来源于蜜蜂的八字舞，蜜蜂(bee)是通过飞翔和“嗡嗡”(zig)抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，而ZigBee协议的方式特点与其类似便更名为ZigBee。ZigBee主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备，其特点是传播距离近、低功耗、低成本、低数据速率、可自组网、协议简单。 1.2 ZigBee技术特点 ZigBee的主要优点如下： 1功耗低 对比Bluetooth与WiFi，在相同的电量下(两节五号电池)可支持设备使用六个月至两年左右的时间，而Bluetooth只能工作几周，WiFi仅能工作几小时。 2 成本低 ZigBee专利费免收，传输速率较小且协议简单，大大降低了ZigBee设备的成本。 3 掉线率低 由于ZigBee的避免碰撞机制，且同时为通信业务的固定带宽预留了专用的时间空隙，使得在数据传输时不会发生竞争和冲突;可自组网的功能让其每个节点模块之间都能建立起联系，接收到的信息可通过每个节点模块间的线路进行传输，使得ZigBee传输信息的可靠性大大提高了，几乎可以认为是不会掉线的。 4组网能力强 ZigBee的组网能力超群，建立的网络每个有60，000个节点。 5安全保密 ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全类和软件，并集成了IEEE 802.15.4的安全元素。 6灵活的工作频段 2.4 GHz，868 MHz及915 MHz的使用频段均为免执照频段。 ZigBee的缺点如下： 1传播距离近 若在不适用功率放大器的情况下，一般ZigBee的有效传播距离一般在10m--75m，主要还是适用于一些小型的区域，例如家庭和办公场所。但若在牺牲掉其低掉线率的优点的前提下，以节点模块作为接收端也作为发射端，便可实现较长距离的信息传输。 2数据信息传输速率低 处于2.4 GHz的频段时，ZigBee也只有250 Kb/s的传播速度，而且这单单是链路上的速率且不包含帧头开销、信道竞争、应答和重传，去除掉这些后实际可应用的速率会低于100 Kb/s，在多个节点运行多个应用时速率还要被他们分享掉。 3会有延时性 ZigBee在随机接入MAC层的同时不支持时分复用的信道接入方式，因此在支持一些实时的应用时会因为发送多跳和冲突会产生延时。 1.3 ZigBee的具体应用 ZigBee的问世已经有很长一段时间，但是由于传输速率且目前电子设备中配置其模块的比例几乎为零，在2010年前几乎没有什么出名的具体应用。在LED火热的这几年，人们发现ZigBee适用于灯光照明系统，智能家居系统这种不需要传输速率很快的系统。最近还有应用在无线定位系统中并在具体的项目上得到了实施。 2. Bluetooth（蓝牙协议） 2.1蓝牙简介 蓝牙协议是由爱立信公司创造并于1999年5月20日与其他业界领先开发商一同制定了蓝牙技术标准，最终将此种无线通信技术命名为蓝牙。蓝牙技术是一种可使电子设备在10～100 m的空间范围内建立网络连接并进行数据传输或者语音通话的无线通信技术。 2.2 蓝牙发展趋势 蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group，SIG)日前宣布蓝牙4.0版本正式问世，且制定了技术标准并开始了认证计划。蓝牙4.0在保持3.0 HS高速传输技术的基础上又加入了某开发商力推的Wibree低功耗传输技术。 蓝牙4.0是IEEE 802.15.1传统蓝牙，IEEE 802.11物理层和MAC层以及Wibree三者的结合体，已和大家传统认识中只适用于WPAN的蓝牙有着天壤之别，在未来几年蓝牙会持续这几年的发展趋势进入一个应用狂潮。 蓝牙4.0最大的突破和技术特点便是沿用Wibree的低功耗传输，它采用简单的GFSK调制因而有着极低的运行和待机功耗，即使只是一颗纽扣电池也可支持设备工作几年以上。 蓝牙4.0的网络拓扑与ZigBee的星形拓扑相比来得简单且传输速率是ZigBee的几倍以上，在传输距离上相对NFC又有较大优势，加之其在手机与音频领域的广泛应用，作为一个问世不久的新技术，它对ZigBee和NFC的威胁力度却不容忽视，未来发展不可限量。 2.3蓝牙技术特点 蓝牙的优点如下： 1功耗低且传输速率快 蓝牙的短数据封包特性是其低功耗技术特点的根本，传输速率可达到1Mb/s，且所有连接均采用先进的嗅探性次额定功能模式以实现超低的负载循环。 2建立连接的时间短 |
