我們知道，智能家居的總體目標(biāo)是讓家里的一切事物相互連接，特別是讓所有聯(lián)網(wǎng)的智能家居設(shè)備都可以共享信息。而不是單獨(dú)連接來自不同品牌方的設(shè)備。因此，溝通需要共同的語言。這就是ZigBee等眾多物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議誕生的初衷。
那么，什么是ZigBee？
簡單說，ZigBee 是一種低功耗無線技術(shù)，與 Wi-Fi 配合使用，使家庭更智能、更安全、更舒適、更節(jié)能。借助ZigBee網(wǎng)關(guān)，我們管理眾多的ZigBee節(jié)點(diǎn)，處理數(shù)據(jù)并向上連接云平臺，從而使智能家居系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠。
接下來，我們將詳細(xì)介紹什么是 ZigBee、其全球市場、工作原理（頻率、范圍、功率要求、架構(gòu)、拓?fù)?、通道訪問、安全性、變體等）、與其他協(xié)議的比較、常見的用例、構(gòu)建ZigBee 網(wǎng)絡(luò)所需的設(shè)備以及安裝指南等等。
什么是 Zigbee？
Zigbee是一種全棧解決方案，通常遵循 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行并采用無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的無線技術(shù)，旨在實(shí)現(xiàn)低成本、低功耗無線機(jī)器對機(jī)器 (M2M) 和物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 網(wǎng)絡(luò)。
ZigBee標(biāo)準(zhǔn)由ZigBee聯(lián)盟創(chuàng)建（現(xiàn)更名為：連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟，CSA），該聯(lián)盟包括許多全球領(lǐng)先的科技公司，例如飛利浦、三菱電機(jī)、愛普生、德州儀器等。該聯(lián)盟成立于 2002 年，是一個全球性的非營利組織。
ZigBee為物聯(lián)網(wǎng)硬件和應(yīng)用開發(fā)人員以及最終用戶提供靈活性以及出色的兼容性。該協(xié)議由于其低成本、低功耗和更快的無線連接的顯著特點(diǎn)而具有多種用途。例如，它是智能家居的首選技術(shù)，因為它在多個方面優(yōu)于其他無線技術(shù)。
首先，ZigBee 設(shè)備值得信賴，因為通信是雙向的。其次，它服務(wù)于所有行業(yè)，包括照明、安防、家電、家居門禁等。第三，也是最重要的一點(diǎn)，該技術(shù)由于其低延遲和低占空比而消耗很少的功率。此外，它采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，減少節(jié)點(diǎn)故障的可能性
Zigbee全球市場概況
Zigbee 協(xié)議已經(jīng)存在多年，是一項經(jīng)過市場驗證的技術(shù)。Zigbee 因其有前景的特性而已在全球不同行業(yè)和領(lǐng)域得到廣泛采用。全球多家知名機(jī)構(gòu)對Zigbee的全球趨勢和市場份額進(jìn)行了大量的市場調(diào)研。在這里，我分享一些令人信服的數(shù)字及其參考資料，以展示 Zigbee 技術(shù)的價值。
據(jù)Verified MarketResearch研究估計，2021年 ZigBee 市場規(guī)模為 35 億美元，預(yù)計到 2030 年將達(dá)到 77.9 億美元，2023 年至 2030 年復(fù)合年增長率為 9.30%。據(jù)Reportslinker數(shù)據(jù)，ZigBee市場在2020年至2025年的預(yù)測期內(nèi)預(yù)計復(fù)合年增長率將超過9.2%。而Market Research Future 則表示，到 2030 年，ZigBee 自動化市場預(yù)計凈值達(dá) 79.1 億美元，復(fù)合年增長率為 8.60%。智能家居和互聯(lián)設(shè)備的日益普及、智慧城市投資的增加以及對節(jié)能和低成本通信解決方案的需求推動了Zigbee市場的快速增長。
ZigBee工作原理
ZigBee 是一種用于家庭網(wǎng)絡(luò)的個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，旨在監(jiān)控和檢測網(wǎng)絡(luò)。ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)由 Zigbee 聯(lián)盟設(shè)計，基于標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.15.4。在標(biāo)準(zhǔn) Zigbee 網(wǎng)絡(luò)中，IEEE 802.15.4 定義了由 ZigBee 協(xié)議處理的多個網(wǎng)絡(luò)層。
ZigBee 頻段和許可
Zigbee 使用 IEEE 802.15.4 的物理層和 MAC 層。它也在無需許可的 2.4 GHz ISM 頻段上運(yùn)行。盡管 2.4 GHz 在全球范圍內(nèi)廣泛使用，但美國、歐洲和中國的設(shè)備分別使用 915 MHz、868 MHz 和 784 MHz 等頻率。僅選擇一個信道/頻帶用于網(wǎng)絡(luò)中。
頻道 0：868 MHz（歐洲）頻道 1-10：915 MHz（美國和澳大利亞）頻道 11-26：2.4 GHz（全球）2.4 GHz 頻段使用最廣泛，因為它無需許可且在全球范圍內(nèi)可用。它還以250 kbps的速率傳輸數(shù)據(jù)。
ZigBee 通訊范圍
Zigbee 無線通信的范圍可能會有所不同，具體取決于設(shè)備的功率輸出、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境以及所使用的特定 Zigbee 協(xié)議等因素。一般來說，Zigbee 設(shè)備的范圍在室內(nèi)可達(dá)約100 米，在室外露天可達(dá)400米，在理想條件下最大理論范圍約為1600 米。然而，在室內(nèi)環(huán)境中，大多數(shù)實(shí)際場景中的典型范圍在 10-30 米之間。
ZigBee 電源要求
Zigbee 設(shè)備通常在 2.1 至 3.6 伏的電壓范圍內(nèi)運(yùn)行，正常運(yùn)行期間的典型電流消耗約為 20-50mA。Zigbee 設(shè)備的功耗也會根據(jù)所使用的特定 Zigbee 協(xié)議和頻率以及設(shè)備之間的距離和數(shù)據(jù)速率而有所不同。例如，使用2.4GHz頻段的Zigbee設(shè)備將比使用868/915 MHz頻段的Zigbee設(shè)備消耗更多的功率。
Zigbee 設(shè)備設(shè)計為低功耗，使用小型電池或其他低功耗電源運(yùn)行，額定功率通常在幾毫瓦到幾百毫瓦范圍內(nèi)。
ZigBee架構(gòu)
ZigBee 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議遵循物理層和 MAC 層及其自身大型網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層的 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)。Zigbee 網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)由 4 層組合組成。頂部兩層由 Zigbee 聯(lián)盟定義，底部兩層基于 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)。連接到無線鏈路的最終用戶應(yīng)用仍然位于 4 個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層的頂部。
物理層由IEEE 802.15.4規(guī)范定義，直接控制硬件并負(fù)責(zé)與Zigbee收發(fā)器進(jìn)行通信。該層通過無線通信介質(zhì)解釋并傳輸數(shù)據(jù)包。它還在發(fā)送和接收信號的同時執(zhí)行調(diào)制和解調(diào)操作。物理層的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)定義了頻帶、數(shù)據(jù)速率、范圍和其他關(guān)鍵參數(shù)。
媒體訪問控制層（MAC層）
該層也是由 IEEE 802.15.4 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)定義的。它制定了物理層和網(wǎng)絡(luò)層之間的接口。MAC 層提供 PAN ID 以及通過信標(biāo)請求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)。
網(wǎng)絡(luò)層
該層充當(dāng)MAC層和應(yīng)用層之間的通信接口。這里我們將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠x為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。
應(yīng)用層
Zigbee 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的最頂層是應(yīng)用層。它由作為子層的應(yīng)用支持層和 Zigbee 設(shè)備組成。它還包含由不同制造商設(shè)計的應(yīng)用程序。
Zigbee 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/strong>
Zigbee 連接協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn) 802.15.4 物理無線設(shè)計，該設(shè)計于 2003 年獲得電氣和電子工程師協(xié)會 (IEEE) 的委員會批準(zhǔn)。該規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)是基于數(shù)據(jù)包的無線協(xié)議，旨在用于電池供電的低成本創(chuàng)新電池壽命長達(dá)數(shù)年的產(chǎn)品。Zigbee 協(xié)議與設(shè)備進(jìn)行通信，以在不同類型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袀鬏敂?shù)據(jù)?？梢允褂?Zigbee 協(xié)議設(shè)備在多種網(wǎng)絡(luò)中連接您的智能家居設(shè)備，如圖所示。
ZigBee 星形拓?fù)?/strong>
星形拓?fù)湟卜Q為Zigbee Smart Energy，由 Zigbee 協(xié)調(diào)器和多個最終用戶設(shè)備組成。設(shè)備僅與協(xié)調(diào)器通信。
ZigBee 網(wǎng)狀拓?fù)?/strong>
網(wǎng)狀拓?fù)湟卜Q為Self-Healing Process（自我修復(fù)），由 Zigbee 協(xié)調(diào)器、多個路由器和最終用戶設(shè)備組成。每個節(jié)點(diǎn)通過專用電纜鏈路分別連接到每個其他節(jié)點(diǎn)，從而在網(wǎng)絡(luò)中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。對于 n 個節(jié)點(diǎn)，必須有 n (n-1)/2 個鏈接。由于如此大量的鏈路需求，網(wǎng)狀拓?fù)浔徽J(rèn)為非常昂貴，因為其布線成本非常高。
ZigBee 樹形拓?fù)?/strong>
在樹形拓?fù)渲?，?jié)點(diǎn)以樹的形式構(gòu)建。Zigbee 網(wǎng)絡(luò)由一個作為協(xié)調(diào)器的中心節(jié)點(diǎn)、多個路由器和終端設(shè)備組成。這種拓?fù)涞闹饕康氖窃鰪?qiáng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。樹形拓?fù)溆梢粋€基節(jié)點(diǎn)和多個分支節(jié)點(diǎn)組成。
分支電纜從基本節(jié)點(diǎn)開始，以順序或分層方式將基本設(shè)備節(jié)點(diǎn)與智能家居網(wǎng)絡(luò)的其他設(shè)備連接起來。與網(wǎng)狀拓?fù)湎啾?，該拓?fù)涓鼮榻?jīng)濟(jì)。
ZigBee 通道接入
正如前面所定義的，Zigbee 協(xié)議由多個通道組成，因此必須有某種機(jī)制來訪問這些通道。有兩種通道訪問方法，如下所述。
基于競爭的方法（Contention-based method ）
該方法包含具有沖突避免機(jī)制的載波偵聽多路訪問。此方法速度很快，因為設(shè)備不必等待輪到它，但多個訪問請求之間可能會發(fā)生沖突。
無爭用方法 （Contention-Free Method ）
在此方法中，Zigbee 協(xié)調(diào)器為每個設(shè)備分配一個特定的時隙。它的優(yōu)點(diǎn)是保證時隙，但可能會很慢。
Zigbee安全
無線技術(shù)主要有四種類型：藍(lán)牙、WiFi、Zwave和ZigBee。理論上沒有一種技術(shù)能夠完全免受攻擊，而ZigBee 在小范圍無線技術(shù)中相對安全。所有 Zigbee 設(shè)備都使用內(nèi)置加密來防止黑客攻擊。
連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟是一個為 Zigbee 技術(shù)制定標(biāo)準(zhǔn)的組織，它使用認(rèn)證計劃來確保制造商遵守這些安全標(biāo)準(zhǔn)。
Zigbee的不同版本
一般來說，Zigbee有兩種變體，包括Zigbee 3.0（最新）和 Zigbee Pro。然而，還有一些專為特定領(lǐng)域/應(yīng)用而設(shè)計的其他變體，包括 Zigbee Green Power、Zigbee Smart Energy、Zigbee Light Link 和 Zigbee Home Automation。每個版本都有其獨(dú)特的特性和功能，但所有版本都設(shè)計為在 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)中協(xié)同工作。
Zigbee 3.0是最新的版本，旨在為不同制造商的設(shè)備無縫協(xié)作提供通用標(biāo)準(zhǔn)，使消費(fèi)者更輕松地創(chuàng)建和控制智能家居網(wǎng)絡(luò)。
Zigbee 3.0
Zigbee 3.0是 Zigbee 的最新版本，Zigbee 是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。與以前版本的 Zigbee 相比，它旨在提供增強(qiáng)的特性和功能。Zigbee 3.0 的一些主要特性如下：
不同設(shè)備類型和供應(yīng)商之間的互操作性改進(jìn)的安全功能，例如加密和身份驗證通過支持更多設(shè)備提高網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性針對低功耗進(jìn)行了優(yōu)化提高網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性Zigbee Pro
Zigbee Pro 專為商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計。它具有更大的網(wǎng)絡(luò)容量、更長的電池壽命、增強(qiáng)的安全性、先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)和輕松的設(shè)備調(diào)試等功能。它旨在為樓宇自動化、工業(yè)控制系統(tǒng)和智能能源管理等商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用提供強(qiáng)大、可擴(kuò)展且安全的無線通信解決方案。
Zigbee Green Power (ZGP)
Zigbee Green Power (ZGP) 是 Zigbee 的專門版本，針對低功耗和電池供電設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化，并具有允許設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中節(jié)能通信和安全的功能。
下面是它的一些主要功能：
ZGP 使用一種稱為“綠色電力隧道”的獨(dú)特通信方法，使設(shè)備無需中央集線器或協(xié)調(diào)器即可相互通信。這可以降低功耗并延長設(shè)備的電池壽命。Zigbee Green Power 設(shè)備通過實(shí)施多項節(jié)能功能（例如睡眠模式、減少無線傳輸活動、降低數(shù)據(jù)速率、節(jié)能設(shè)計和能量收集）來消耗更少的能源。ZGP 使用 Zigbee Pro 堆棧，該堆棧比 Zigbee 家庭自動化堆棧更強(qiáng)大，允許更大的網(wǎng)絡(luò)和更多設(shè)備，并且還具有更好的安全功能。Zigbee Smart Energy (ZSE)
Zigbee Smart Energy (ZSE) 是 Zigbee 的專門版本，具有以下獨(dú)特功能。
ZSE 專門設(shè)計用于能源管理應(yīng)用，例如智能電表、負(fù)載控制和高級計量基礎(chǔ)設(shè)施 (AMI)。ZSE 使用 Zigbee 智能能源應(yīng)用配置文件 (SEP)，該配置文件定義了網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備使用的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)模型。這允許不同類型的能源管理設(shè)備無縫地協(xié)同工作。ZSE 包括自動抄表 (AMR)、遠(yuǎn)程斷開/重新連接和需求響應(yīng)等功能，這些功能對于管理能源使用和成本非常有用。ZSE 還包括先進(jìn)的安全功能，例如高級加密標(biāo)準(zhǔn) (AES) 加密、安全密鑰建立和安全無線 (OTA) 升級，以保護(hù)網(wǎng)絡(luò)和連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。Zigbee Light Link (ZLL)
Zigbee Light Link (ZLL) 是 Zigbee 的專用版本，針對照明應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。它具有以下特點(diǎn)：
ZLL 專為照明應(yīng)用而設(shè)計，具有非常適合控制燈光的功能，例如顏色和強(qiáng)度控制。ZLL 使用一種稱為“touchlink 調(diào)試”的更簡單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置過程，該過程允許將設(shè)備輕松添加到網(wǎng)絡(luò)，而無需中央集線器或協(xié)調(diào)器。ZLL 還具有“燈光鏈接”功能，可以對燈光進(jìn)行分組和控制，從而輕松創(chuàng)建場景并在智能家居或建筑中實(shí)現(xiàn)照明自動化。ZLL 還向后兼容其他 Zigbee 設(shè)備，使其能夠與其他基于 Zigbee 的產(chǎn)品和生態(tài)系統(tǒng)配合使用。Zigbee Home Automation(ZHA)
Zigbee Home Automation(ZHA) 是 Zigbee 的更通用版本，專為廣泛的家庭自動化應(yīng)用而設(shè)計，具有允許更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜透鼜V泛的設(shè)備集成到單個設(shè)備中的功能。ZHA 的主要特點(diǎn)是：
ZHA 使用 Zigbee 應(yīng)用配置文件 (ZAP)，允許不同類型的設(shè)備無縫協(xié)作。ZHA 使用 Zigbee Home Automation 堆棧，該堆棧的穩(wěn)健性不如 Zigbee Pro 堆棧，但電源效率更高，這對于電池供電的設(shè)備很有好處。ZigBee 技術(shù)總結(jié)
為了更好地理解和清晰地了解情況，下表展示了上述所有技術(shù)細(xì)節(jié)的摘要：
| 特征 | 描述 |
| 頻率 | 2.4GHz、868/915 MHz 以及其他頻率（取決于區(qū)域） |
| 數(shù)據(jù)速率 | 20 kbps 至 250 kbps |
| 范圍 | 10至100米 |
| 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) | 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，其中每個設(shè)備都可以充當(dāng)路由器來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)范圍 |
| 安全 | 用于安全通信的 AES-128 加密 |
| 能量消耗 | 低功耗，設(shè)計用于使用小型電池或其他低功耗電源運(yùn)行 |
| 互操作性 | 可與其他 Zigbee 設(shè)備互操作，無論制造商如何 |
| 標(biāo)準(zhǔn) | 開放標(biāo)準(zhǔn)，不依賴于任何特定供應(yīng)商或產(chǎn)品。 |
Zigbee與WiFi、藍(lán)牙、LoRaWAN、Z-wave對比
Zigbee 和其他無線協(xié)議（例如 Wi-Fi、藍(lán)牙、Z-Wave 和 LoRaWAN）有一些相似之處和一些關(guān)鍵區(qū)別。如下表：
| 特征 | Zigbee | WiFi | 藍(lán)牙 | Z-Wave | LoRaWAN |
| 頻帶 | 2.4GHz | 2.4GHz 和 5GHz | 2.4GHz | 908.42兆赫 | 868 MHz（歐洲）/915 MHz（北美） |
| 范圍 | 30-100米 | 30-100米 | 10-30米 | 30-100米 | 5-15公里（鄉(xiāng)村）/1-2公里（城市） |
| 最大設(shè)備數(shù) | 65,000 | 254 | 7-8 | 232 | 數(shù)千（取決于網(wǎng)絡(luò)設(shè)計） |
| 功耗 | 低 | 高 | 低 | 低 | 低 |
| 安全 | AES-128 | WPA2-AES | AES-128 | AES-128 | AES-128 / AES-256 |
| 應(yīng)用 | 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備 | 互聯(lián)網(wǎng)和多媒體 | 個人設(shè)備連接 | 家庭自動化 | IoT 設(shè)備、資產(chǎn)跟蹤和機(jī)器對機(jī)器通信 |
| 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) | 網(wǎng)狀 | 星型 | 微微網(wǎng) | 網(wǎng) | 星型（帶網(wǎng)關(guān)） |
| 數(shù)據(jù)速率 | 40-250kbps | 600 Mbps 至 3 Gbps | 1Mbps | 100kbps | 0.3 kbps 至 50 kbps |
| 協(xié)議棧 | IEEE 802.15.4 | IEEE 802.11 | 藍(lán)牙4.2 | IT G.9959 | LoRaWAN |
Zigbee 與 Wi-Fi、藍(lán)牙和 Z-Wave 等其他技術(shù)相比，但每種技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性。雖然與 Wi-Fi 和藍(lán)牙相比，Zigbee 在數(shù)據(jù)速率和范圍方面不如 Wi-Fi 和藍(lán)牙強(qiáng)大，但它的功耗效率更高，更適合電池供電的設(shè)備，而且比 Z-wave 更開放、更便宜。
下圖詳細(xì)展示了這幾種技術(shù)的范圍、成本、數(shù)據(jù)速率和功耗方面的清晰比：
ZigBee 的優(yōu)點(diǎn)
全球采用——全球數(shù)百家企業(yè)使用的廣泛移動應(yīng)用和設(shè)備庫。
可互操作——有一個龐大的 Zigbee 產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)可供選擇，可以協(xié)同工作。
可靠且低功耗——自愈網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可消除單點(diǎn)故障，同時消耗很少的電量。
安全可靠——設(shè)計安全，具有多種安全機(jī)制，包括 AES-128-CCM 無線加密，以滿足安全要求。
誰使用 Zigbee？
住宅和商業(yè)用戶
Zigbee 是一項成熟的、經(jīng)過市場驗證的技術(shù)，可為智能家居和商業(yè)應(yīng)用提供靈活性和互操作性。它是一種可靠、安全、節(jié)能且經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，具有可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，可滿足各種 Zigbee 使用案例。
Zigbee 的持續(xù)發(fā)展得到了一些全球最大的公用事業(yè)公司、能源服務(wù)提供商、產(chǎn)品制造商和技術(shù)企業(yè)的支持。Zigbee 作為一項技術(shù)仍在不斷發(fā)展，新功能正在開發(fā)中并計劃發(fā)布。
物聯(lián)網(wǎng)硬件開發(fā)商
Zigbee 是一項成熟的、經(jīng)過市場驗證的技術(shù)，目前物聯(lián)網(wǎng)中已有數(shù)百萬智能設(shè)備使用。Zigbee 是唯一由從芯片供應(yīng)商到集成服務(wù)的全球成員生態(tài)系統(tǒng)支持的全?；ゲ僮餍约夹g(shù)，允許物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)和進(jìn)入市場的靈活性，同時保持供應(yīng)鏈多樣性的安全。
物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商/生態(tài)系統(tǒng)
Zigbee 的持續(xù)發(fā)展得到了一些全球最大的公用事業(yè)公司、能源服務(wù)提供商、產(chǎn)品制造商和技術(shù)企業(yè)的支持。它是一個開放標(biāo)準(zhǔn)，允許各種供應(yīng)商形成競爭市場，從而降低成本。全球 2.4GHz（以及即將發(fā)布的 Sub-GHz）頻譜、標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)和經(jīng)過驗證的兼容性使采用和客戶服務(wù)變得更加容易。
物聯(lián)網(wǎng)公用事業(yè)
Zigbee 的持續(xù)發(fā)展得到了一些全球最大的公用事業(yè)公司、能源服務(wù)提供商、產(chǎn)品制造商和技術(shù)企業(yè)的支持。
哪些設(shè)備使用 ZigBee？
連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟是Zigbee的管理機(jī)構(gòu)。該聯(lián)盟注冊會員超過400家，使用設(shè)備超過 2500 臺。以下是該標(biāo)準(zhǔn)的一些主要會員單位：
亞馬遜三星蘋果康卡斯特霍尼韋爾飛利浦博世諾基亞……簡單說，差不多你能想到的IT企業(yè)都是他們的會員。Zigbee的用例
基于Zigbee技術(shù)的傳感器網(wǎng)絡(luò)得到廣泛應(yīng)用，可以幫助更好地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。Zigbee技術(shù)應(yīng)用包括智能家居、工業(yè)控制、自動抄表、醫(yī)療監(jiān)控、傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、電信應(yīng)用、倉儲物流系統(tǒng)等。
智能家居
一般情況下，家里會有很多電器電子設(shè)備，比如燈、電視、冰箱、洗衣機(jī)、電腦、空調(diào)等，還可能有煙霧傳感器、報警器、攝像頭等設(shè)備。過去可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的控制，但如果采用ZigBee技術(shù)，這些電子設(shè)備就可以鏈接起來形成網(wǎng)絡(luò)。
甚至可以通過智能家居 ZigBee 集線器連接到互聯(lián)網(wǎng)。因此人們可以從任何地方快速檢查自己的家，而無需布線。將ZigBee無線通信技術(shù)應(yīng)用到智能家居設(shè)備領(lǐng)域，可以提高操作的便利性，降低家庭的成本。
此外，ZigBee無線通信技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)用的信號抗干擾功能，在為人們創(chuàng)造便利的同時減少對其他用戶的信號干擾。
智慧養(yǎng)老
Zigbee還可以廣泛應(yīng)用于智慧養(yǎng)老領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)老人居家護(hù)理解決方案讓老人能夠更長時間地獨(dú)立在家?？梢詸z測老人的生命軌跡，也保護(hù)老人的安全。系統(tǒng)采用遍布整個家庭的不顯眼的無線傳感器來了解老年人的日常行為模式并檢測可能引起關(guān)注的行為變化。
然后它會向家庭成員或護(hù)理人員發(fā)送消息以提醒他們。智能養(yǎng)老系統(tǒng)已在住宅護(hù)理設(shè)施中成功測試多年，現(xiàn)已可供服務(wù)提供商、零售商和智能家居系統(tǒng)集成商家庭安裝。
智能公寓
智能旨在為租戶提供生活方式融合的住宅，并提高租戶的租金，節(jié)省能源并收集有價值的居民人口數(shù)據(jù)作為回報。智能公寓可以配備zigbee網(wǎng)關(guān)集線器、門禁、門鎖、恒溫器、智能電表、漏液傳感器、人體運(yùn)動傳感器、智能插座、智能開關(guān)等智能硬件設(shè)備。
醫(yī)療監(jiān)測
電子醫(yī)療監(jiān)護(hù)是近年來的研究熱點(diǎn)。許多傳感器被放置在人的身體上來測量脈搏、血壓和健康狀況等。醫(yī)院病房內(nèi)還放置了監(jiān)視器和警報器，以便隨時檢查身體狀況。一旦出現(xiàn)問題，可以及時做出反應(yīng)，比如通知醫(yī)院值班人員。
通過 ZigBee 技術(shù)，這些傳感器、監(jiān)視器和警報器可以連接起來創(chuàng)建一個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。由于是無線技術(shù)，傳感器之間不需要有線連接，被監(jiān)控的人可以自由移動。
傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
傳感器網(wǎng)絡(luò)也是近年來的研究熱點(diǎn)，在貨物跟蹤、建筑監(jiān)控、環(huán)境保護(hù)等方面具有良好的應(yīng)用前景。低成本節(jié)點(diǎn)、低功耗、自動組網(wǎng)、維護(hù)簡單、可靠性高是傳感器網(wǎng)絡(luò)的要求。ZigBee 因其在聯(lián)網(wǎng)和低功耗方面的優(yōu)勢而成為傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的絕佳技術(shù)選擇。
倉儲物流系統(tǒng)
隨著倉儲物流系統(tǒng)的推廣，無限數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的需求呈現(xiàn)上升趨勢。它對無線通信技術(shù)提出了高效率、低成本的要求。ZigBee以其安全可靠、多路徑路由等特點(diǎn)特別適合倉儲物流系統(tǒng)。其實(shí)踐體現(xiàn)在：
首先，是現(xiàn)場車輛的調(diào)度。由于車輛與控制臺之間的連接非常重要，而在倉庫、物流等場所，傳統(tǒng)的無線通信協(xié)議很難保證傳輸距離，因此可以使用ZigBee來解決這部分問題。
其次，網(wǎng)狀ZigBee無線通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于倉儲物流，依靠數(shù)據(jù)中繼、動態(tài)路由等手段保證整個系統(tǒng)通信的可靠性和高效性。
第三，倉儲物流中的車輛總是需要不斷移動，傳統(tǒng)的無線通信協(xié)議在尋找最佳路徑時總是表現(xiàn)出靈活性不足的問題。技術(shù)的應(yīng)用以其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以滿足信息傳輸路徑不斷變化的需求，可以靈活地提供理想的傳輸路徑，保證通信質(zhì)量。
自動抄表
傳感器將儀表讀數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)將讀數(shù)直接發(fā)送給供應(yīng)天然氣或水的公司。使用 ZigBee 進(jìn)行抄表還可以帶來其他好處。例如，天然氣或自來水公司可以直接向用戶發(fā)送一些信息或?qū)⑵渑c節(jié)能相結(jié)合。當(dāng)發(fā)現(xiàn)能量使用過快時，它可以自動降低使用速度。
無線 ZigBee 設(shè)備
物聯(lián)網(wǎng)市場的產(chǎn)品種類越來越多，技術(shù)也越來越成熟。隨著ZigBee技術(shù)的不斷完善，它將成為當(dāng)今世界最前沿的數(shù)字無線技術(shù)。ZigBee低功耗、低成本、低速率、使用方便等顯著優(yōu)點(diǎn)使其必將具有廣闊的應(yīng)用前景。
恒溫器、電表、溫度、存在、亮度和二氧化碳傳感器、智能插座、帶有集成能量和功率計的執(zhí)行器：用于智能建筑項目的各種無線設(shè)備，旨在最大限度地提高能源效率。
Zigbee網(wǎng)關(guān)
ZigBee 網(wǎng)關(guān)是一種 IoT 網(wǎng)關(guān)，充當(dāng) ZigBee 網(wǎng)絡(luò)與其他無線或有線網(wǎng)絡(luò)（例如 Wi-Fi 或以太網(wǎng)）之間的橋梁。ZigBee 橋集線器網(wǎng)關(guān)允許 ZigBee 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上的 ZigBee 設(shè)備（例如智能照明、恒溫器和安全攝像頭）與其他網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備進(jìn)行通信，反之亦然。用戶可以使用智能手機(jī)監(jiān)控其 ZigBee 設(shè)備。在ZigBee網(wǎng)關(guān)內(nèi)，有一個ZigBee協(xié)調(diào)器來管理ZigBee網(wǎng)絡(luò)，還有另一個網(wǎng)絡(luò)接口將ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接到其他網(wǎng)絡(luò)，主要取決于用戶的選擇。
智能插座
支持 Wi-Fi 和 Zigbee 的插座與智能語音助手配合使用，使任何插座都可以進(jìn)行語音控制。支持多功能：遙控、定時器、定時燈、燈具、小家電自動開/關(guān)。
傳感器
目前，市場上有很多Zigbee傳感器，如用于家庭自動化和智能建筑的傳感器：
光傳感器泄漏傳感器門磁暖氣/燃?xì)鈭缶鳠熿F探測器煙霧探測傳感器PIR人體紅外傳感器溫濕度傳感器無線模塊
除了傳感器之外，還有許多供嵌入式無線模塊，允許用戶開發(fā)滿足個性化需求的Zigbee網(wǎng)關(guān)。未來，越來越多具有ZigBee功能的智能產(chǎn)品將走進(jìn)我們的生活，給我們的生活和工作帶來極大的便利和快捷。
智能開關(guān)
智能開關(guān)可用于無線控制花園門、車庫門、門禁系統(tǒng)和對講機(jī)等物品。
ZigBee 兼容性
Zigbee 認(rèn)證的設(shè)備使用標(biāo)準(zhǔn) IoT 協(xié)議相互連接。有助于將數(shù)百萬個已開發(fā)的 Zigbee 智能產(chǎn)品添加到智能商業(yè)和家庭建筑中。Zigbee 的兼容性提高了用戶和設(shè)計人員混合和匹配來自不同供應(yīng)商的多種 Zigbee 產(chǎn)品的靈活性。
ZigBee 安裝
要創(chuàng)建自己的智能 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)，需要以下類型的設(shè)備：
通用 ZigBee 網(wǎng)關(guān)：該設(shè)備充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的中央控制器，負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)并協(xié)調(diào)設(shè)備之間的通信。
ZigBee 路由器：這些設(shè)備充當(dāng)協(xié)調(diào)器和終端設(shè)備之間的中介，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)并維護(hù)網(wǎng)絡(luò)連接。
ZigBee 終端設(shè)備：這些設(shè)備執(zhí)行特定功能，例如傳感或控制，并通過路由器與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，例如燈泡、運(yùn)動傳感器、電表等。
ZigBee 安裝指南
安裝過程需要遵循供應(yīng)商特定的說明，因為安裝過程可能會因制造商和型號而異。然而，Zibgee 網(wǎng)絡(luò)的安裝通常涉及以下步驟：
獲取必要的設(shè)備
包括 Zigbee 設(shè)備（例如傳感器、開關(guān)和控制器）、Zigbee 集線器或網(wǎng)關(guān)（如果需要）以及任何其他配件，例如電源適配器和電池
準(zhǔn)備安裝場地
包括選擇設(shè)備的位置并確保它們與集線器或網(wǎng)關(guān)之間有清晰的視線。檢查設(shè)備是否在集線器或網(wǎng)關(guān)的范圍內(nèi)也很重要。
安裝 ZigBee 設(shè)備
包括將設(shè)備物理安裝在所需位置、將其連接到電源以及根據(jù)需要進(jìn)行配置。
將設(shè)備與 ZigBee 網(wǎng)關(guān)集線器配對
通常涉及使用智能手機(jī)應(yīng)用程序或 Web 界面將設(shè)備連接到集線器或網(wǎng)關(guān)。
配置 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)
包括設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，例如通道和網(wǎng)絡(luò) ID
測試 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)
驗證所有設(shè)備是否正常工作并與集線器或網(wǎng)關(guān)通信。
值得注意的是，ZigBee 設(shè)備通常需要ZigBee 集線器網(wǎng)關(guān)來連接到互聯(lián)網(wǎng)或其他設(shè)備，而這些集線器或網(wǎng)關(guān)將需要電源和互聯(lián)網(wǎng)連接。
ZigBee 網(wǎng)關(guān)常見問題
1、是否需要 zigbee 網(wǎng)關(guān)？
為了進(jìn)行控制，ZigBee 設(shè)備需要 ZigBee 網(wǎng)關(guān)。目前手機(jī)尚不支持Zigbee協(xié)議。因此需要一個 Zigbee 網(wǎng)關(guān)將 Zigbee 協(xié)議轉(zhuǎn)換為 Wi-Fi 協(xié)議，以便可以通過智能手機(jī)控制 Zigbee 設(shè)備。ZigBee 網(wǎng)關(guān)還可以集中維護(hù) ZigBee 設(shè)備并確保它們安全且正常運(yùn)行。
即使網(wǎng)絡(luò)中斷，ZigBee 網(wǎng)關(guān)也可以連接到這些 Zigbee 小工具。最好使用標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee協(xié)議或接受標(biāo)準(zhǔn)ZigBee協(xié)議的設(shè)備，以避免不同制造商的設(shè)備正常運(yùn)行，因為不同品牌的ZigBee設(shè)備會創(chuàng)建自己專有的ZigBee協(xié)議。
2、Zigbee 集線器與網(wǎng)關(guān)有什么區(qū)別？
“集線器”這個詞有相當(dāng)廣泛的定義，可以指任何東西，甚至是一個簡單的協(xié)議集線器。包括純硬件集線器、純軟件集線器或結(jié)合了這兩種類型的硬件和軟件集線器。
如果想找到一個可以將不同網(wǎng)絡(luò)類型的網(wǎng)絡(luò)（例如 Zwave 到 TCP/IP）連接在一起的 ZigBee 集線器，那么你需要尋找純硬件ZigBee集線器。需要注意它們：
支持多種協(xié)議，包括藍(lán)牙、Z-wave、Wi-Fi 和 LoRaWAN可以使用OpenWRT、Ubuntu、Debian、Android等進(jìn)行控制支持使用 IFTTT 規(guī)則（If This then That）MQTT 幫助連接云端需要IP支持安全如果想找到一個 ZigBee 集線器，允許您通過 Home Assistant 等家庭自動化軟件控制智能家居小工具，那么你需要尋找純軟件集線器。在家庭自動化軟件的幫助下，所有智能家居小工具都將集成到單一、無縫的體驗中。以免費(fèi)開源平臺 Home Assistant 為例，該平臺強(qiáng)調(diào)本地自治和隱私，同時充當(dāng)智能家居小工具的中央控制系統(tǒng)?？梢允褂檬苤С值奶摂M助手（例如 Google Assistant 或 Amazon Alexa）、基于網(wǎng)絡(luò)的用戶界面或適用于 Android 和 iOS 的配套應(yīng)用程序通過語音命令來訪問它。集成集線器是 ZigBee 集線器的子集。
通常，軟件需要硬件來執(zhí)行其指令，但硬件同樣需要軟件來通知它要做什么。ZigBee集線器也可以是與家庭自動化軟件相結(jié)合的ZigBee網(wǎng)關(guān)，這對于ZigBee集線器的使用而言是有意義的，因為混合兩者時，可以執(zhí)行各種操作。這就是所謂的硬件和軟件樞紐。
3、LoRaWAN 與 Zigbee：選擇哪一種可以獲得更好的連接？
在覆蓋范圍和功耗方面，LoRaWAN肯定優(yōu)于Zigbee。ZigBee 是室內(nèi)環(huán)境和短距離通信的首選。顯然，使用情況將決定哪種無線技術(shù)最適合用于物聯(lián)網(wǎng)連接。
智能水表抄表、智慧農(nóng)業(yè)、智能停車場、車輛監(jiān)控、人員位置追蹤、智慧社區(qū)等是LoRaWAN的典型應(yīng)用。
雖然Zigbee用于遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，但它在工業(yè)領(lǐng)域有著悠久的歷史。Zigbee 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案將顯著提高物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的效率和互操作性。
資料來源：Dusun
CIBIS峰會
由千家網(wǎng)主辦的2023年第24屆CIBIS筑智能化峰會即將正式拉開帷幕，本屆峰會主題為“智慧連接，‘筑’就未來”， 將攜手全球知名智能化品牌及業(yè)內(nèi)專家，共同探討物聯(lián)網(wǎng)、AI、云計算、大數(shù)據(jù)、IoT、智慧建筑、智能家居、智慧安防等熱點(diǎn)話題與最新技術(shù)應(yīng)用，分享如何利用更知慧、更高效、更安全的智慧連接技術(shù)，“筑”就未來美好智慧生活。歡迎建筑智能化行業(yè)同仁報名參會，分享交流！
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更多2023年CIBIS峰會信息，詳見峰會官網(wǎng)：http://summit.qianjia.com/
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