Zigbee聯(lián)盟于 2004 年底發(fā)布了官方 IEEE 802.15.4-2003 Zigbee 規(guī)范,此后該規(guī)范經過多次修訂,Zigbee協(xié)議被廣泛視為Wi-Fi模組和藍牙設備的替代品。Zigbee非常適合需要小規(guī)模帶寬的低功耗設備。Zigbee網絡在單個網絡上最多支持 65,000 個節(jié)點。作為一項開放的全球標準,Zigbee模組還可在2.4 GHz、900MHz和868MHz的未授權頻段上運行。目前最新的是Zigbee 3.0 協(xié)議。
藍牙Mesh相對較新,藍牙技術聯(lián)盟 (SIG) 于 2017 年發(fā)布了該標準,為用戶提供了無需網關即可使用本地智能手機連接的便利,采用洪水消息中繼方法,基于對等。節(jié)點之間直接傳輸信號。由于沒有集中式節(jié)點,因此消除了單點故障。目前最新的是Mesh 1.1
Zigbee 網絡
BLE 網絡類型(來源:意法半導體)
技術的成熟度之所以重要,有三個原因。首先,所有新技術都有缺陷和問題,需要時間來解決。其次,隨著時間的推移,文檔會變得更加全面。最后一個原因是兼容硬件需要時間才能上市。
Zigbee技術的成熟度與前兩者相當,但硬件兼容性則是另一回事。目前有許多專用的 Zigbee 微控制器和 SoC(片上系統(tǒng)),但藍牙 Mesh 使用的是如今已經廣泛使用的 BLE 硬件。這引出了藍牙 Mesh 的第一個亮點。Zigbee 和藍牙 Mesh 均可在全球 2.4GHz 頻譜中免許可工作,但各種設備都具有 BLE 功能,因此也具有藍牙 Mesh 功能。但 Zigbee 并非如此。這意味著 Zigbee 網狀網絡需要網關才能與大多數其他設備(如智能手機)進行通信。
Zigbee網絡和藍牙 Mesh網絡的節(jié)點間范圍限制相似——根據條件不同,范圍從 10 米到 100 米不等。但 Zigbee 可以在網格中支持更多節(jié)點。藍牙 Mesh 的理論限制為 32,000 個節(jié)點,而 Zigbee 的理論限制為 65,000 個節(jié)點。
這意味著 Zigbee 網狀網絡在理論上可以覆蓋兩倍的區(qū)域。但在實踐中,在接近達到任一協(xié)議支持的最大節(jié)點數之前,其他實際問題很可能會限制網絡規(guī)模。
功耗是工程師必須考慮的一個實際問題,特別是當節(jié)點由電池供電時。所有充當路由器的Zigbee和藍牙Mesh節(jié)點都必須處于活動狀態(tài)才能在網格中傳輸數據。但是,如果兩種協(xié)議中的終端設備不需要參與網格,它們可以處于休眠狀態(tài)。處于活動狀態(tài)時,藍牙Mesh節(jié)點所需的電量低于Zigbee節(jié)點。更重要的限制是每個網絡的數據速率。在這方面,藍牙 Mesh 再次獲勝——至少乍一看是這樣。它的空中數據速率為 1Mbps。Zigbee 的空中數據速率為 250Kbps。但單憑空中數據速率會產生誤導,因為數據在多個節(jié)點之間跳躍。數據通過網狀網絡所遵循的路徑決定了數據傳輸效率。
即使使用單一協(xié)議,網狀網絡架構也會有所不同。節(jié)點的物理位置和網絡的邏輯結構都決定了架構。后者是可配置的。例如,如果終端設備需要休眠,Zigbee 網狀網絡可以利用靠近終端設備節(jié)點集群的多個路由器節(jié)點。如果不考慮功耗,則需要的路由器節(jié)點要少得多。Zigbee模塊最適合短距離連接,例如智能家居環(huán)境。Zigbee智能家居安裝簡單,并且通過其固有的低功耗使用來延長電池壽命。但是,Zigbee 的安全協(xié)議不如藍牙網狀網絡強大的多層安全措施先進。Zigbee網絡可以融入涉及家庭和樓宇自動化、無線傳感器網絡、數據收集、工業(yè)控制系統(tǒng)、嵌入式傳感等的應用。藍牙網狀網絡主要用于照明和家庭自動化應用。作為洪泛消息網絡,藍牙網狀網絡是可靠的,但速度/效率可能會受到影響,因為傳輸必須導航整個網狀網絡才能成功傳遞信號。
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