infraestructura de red ZigBee
fuente original: https://blog.csdn.net/chinsanyl/article/details/104857952
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1. Introducción
ZigBee es una tecnología utilizada en el corto alcance tecnología de comunicación inalámbrica y con una tasa baja, ZigBee pasado también se conoce como tecnología "Firefly", la tecnología ZigBee unificado denominado "HomeRF Lite" y. Principalmente para corto alcance, de baja potencia y de alta velocidad de transmisión no es una variedad de dispositivos electrónicos para la transferencia de datos entre aplicaciones y típicamente tienen datos periódicos, datos intermitentes y la transmisión de datos de baja latencia. Más características y arquitectura de red, redes ZigBee son ampliamente utilizados en la automatización del hogar, seguridad en el hogar, el control industrial, control del medio ambiente, la asistencia médica y el transporte.
2. Red de la arquitectura
Completa ZigBee protocolo pila de arriba a abajo por la capa de aplicación, la capa de convergencia de aplicaciones, capa de red, capa de enlace de datos y la capa física. Las siguientes capas para actuar en una estructura de ZigBee:
Capa Física: estructura de protocolo ZigBee como la más baja, proporciona los servicios más básicos, una capa proporciona servicios para la capa MAC, tal como los datos de interfaz y similares. También jugó un papel en las interacciones con el mundo real (física);
La capa MAC: responsable de establecer un enlace inalámbrico de datos entre los diferentes dispositivos, mantenimiento, extremo, confirme la transmisión y recepción de datos;
Red / capa de seguridad: para garantizar la integridad de la transmisión de datos y, al mismo tiempo para cifrar los datos;
Aplicación / capa de soporte: una pluralidad de dispositivos de acuerdo con los requisitos de diseño para la comunicación entre el objeto y;
Lo cual, arquitectura de protocolo ZigBee es el más característico dos: el poder y las redes ad hoc.
3. Ventajas
ZigBee es una conexión inalámbrica, que puede funcionar a 2,4 GHz (epidemia mundial), 868 (popular en Europa) y 915 MHz ( EE.UU. populares en) tres bandas, cada una con hasta 250kbit / s, la transmisión 20kbit / s y 40kbit / s de tasa, su distancia de transmisión es en el rango de 10-75m, pero puede continuar aumentando. Como tecnología de comunicación inalámbrica, ZigBee tiene las siguientes características:
(1) de baja potencia: Debido a la baja tasa de transmisión de ZigBee, solamente la potencia de transmisión 1mW, y el uso de un modo de espera, de bajo consumo de energía, dispositivos muy bajos ZigBee poder. Se estima que, dispositivos ZigBee que dependen de dos baterías AA pueden durar hasta seis meses para utilizar un periodo de 2 años, que no tiene comparación con otros dispositivos inalámbricos.
Baja (2) Costo: módulo ZigBee costo inicial de alrededor de $ 600, se estima que pronto será hasta $ 1.5-2.5, y el protocolo ZigBee es libre de regalías. De bajo costo ZigBee es un factor crítico.
(3) A un corto retardo: retardo y comunicaciones de hibernación retardo de activación es muy corto, un aparato de búsqueda típica de 30 ms de latencia, retardo de activación del sueño es 15 ms, retardo de acceso al canal dispositivo activo es de 15 ms. Por lo tanto la tecnología ZigBee adecuado para exigentes retardo inalámbrica de control (por ejemplo, aplicaciones de control industrial, etc.) aplicaciones.
(4) capacidad de la red: una red ZigBee estructura en estrella puede alojar hasta 254 hasta 100 pueden estar presentes al mismo tiempo desde el dispositivo ZigBee red y un dispositivo maestro, una región, y la red de flexible.
(5) fiabilidad: la estrategia adoptada para evitar colisiones, mientras que el intervalo de tiempo dedicado está reservado para un ancho de banda fijo necesitan servicios de comunicación a la competencia y evitar la colisión de los datos de transmisión. La capa MAC utiliza un modo de transferencia de datos completamente reconocido, cada transmisión de paquetes debe esperar la confirmación receptor. Si se produce un problema durante la transmisión puede ser retransmitidos.
(6) seguridad: ofertas ZigBee basado redundancia cíclica de verificación de comprobación de integridad de paquetes (CRC) para admitir la autenticación y la certificación, usando el AES-128 algoritmo de cifrado , cada una flexibilidad de aplicación para determinar sus atributos de seguridad.
4. topología de red
4.1. Red de papel
1) Coordinador (nombre Inglés: ZigBee Coordinar, a menudo abreviado como: ZC). Coordinador en una red ZigBee, existe una y sólo una coordinadora, se inició la construcción de las funciones de red y mantenimiento de la red en la red. Es el eje central para toda la red. Es el más alto nivel de nodo principal.
2) Los routers (nombre Inglés: ZigBee Router, a menudo abreviado como: ZR), el router en una red ZigBee puede actuar ya sea como padre, también puede actuar como un nodo secundario, reenvío de la información y la coordinadora de asistencia funciones de mantenimiento de la red.
3) un terminal (nombre Inglés: ZigBee End-Device, a menudo abreviado como: ZETA), un terminal en una red ZigBee, que función más simple, puede unirse a la red, para el dispositivo de nodo hijo más extremo. Sólo puede comunicarse con su nodo padre, la comunicación entre los dos terminales, si es necesario, debe existir una comunicación de un solo salto o multi-hop a través del nodo padre. red ZigBee es el número máximo admisible de nodos presente, única potencia baja para permitir que un dispositivo de red.
4.2. Arquitectura de red
1) red en estrella: red ZigBee pertenece a una de la topología de red en estrella simple en una red ZigBee. Consta de un coordinador (nodo central), y una pluralidad de routers y terminales (nodos auxiliares). La configuración como se muestra en la figura. La estructura de la red, cada nodo sólo puede nodo afiliado con el centro de comunicación, si la comunicación necesaria entre los nodos subsidiarios, los datos debe ser enviada a través del nodo central.
2) una red en árbol: coordinador ZigBee contiene una red en árbol, compuesto de una pluralidad de terminales y routers. Su topología de la red es como se muestra en la figura. red de árboles ZigBee puede ser visto como una pluralidad de red en estrella, cada rama de las ramas (el nodo con el router) puede ser visto como "nodo central" que consiste red en estrella, cada palabra sólo puede comunicarse con su dispositivo de nodo padre, la mayoría de los padres de alto nivel es el coordinador.
En una red en árbol, el coordinador se acumula toda la red, como el punto de router receptor, difusión hacia el exterior de la red en un árbol. Formado entre el nodo y el nodo "de comunicación multi-hop" por los routers intermedios. En comparación con la red en estrella, red de árboles en la capacidad y robustez se ha mejorado mucho.
2) una red de malla: malla ZigBee red se basa en una estructura de árbol de la red ZigBee topología se muestra a continuación. ZigBee malla redes, además de todas las funciones satisfacen el árbol de la red ZigBee, la relación de comunicación entre un routers vecinos existe, que la red de distribución dinámica capacidad de enrutamiento más flexible es más estable y fiable. Puede poner en pleno juego las ventajas de la red de auto-organización de ZigBee.
