Zigbee技術(shù)在應(yīng)用中存在的問題
盡管 Zigbee技術(shù)在2004年,就被列為當今世界發(fā)展最快,最具市場前景的十大新技術(shù)之一;
關(guān)于Zigbee技術(shù)的優(yōu)點,大家在論壇 上也進行了許多討論,到目前為止,國內(nèi)外許多廠商也都開發(fā)生產(chǎn)了各種各樣的 Zigbee產(chǎn)品,并在應(yīng)用推廣上做了大量的工作,然而,實事求是的講,真正完全使用Zigbee技術(shù)來解決具體實際問題,有意義的案例則非常有限。 Zigbee似乎成了一種時髦,但眼下還不能做到真正實用的新技術(shù)。就其原因,除了作為一種新技術(shù),它本身需要有一個技術(shù)改進和成熟,以及市場培育的過程 外,我們在長期應(yīng)用Zigbee技術(shù)來解決實際問題的實踐中,還發(fā)現(xiàn)如下幾個十分重要,而在短期內(nèi)我們認為十分難以解決的問題:
1. Zigbee的核心技術(shù)之一,是動態(tài)組網(wǎng)和動態(tài)路由,即Zigbee網(wǎng)絡(luò)考慮了網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點增減變化,網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點相隔一定時間,需要通過無線信號交 流的方式重新組網(wǎng),并在每一次將信息從一個節(jié)點發(fā)送到另一個節(jié)點時,需要掃描各種可能的路徑,從最短的路經(jīng)嘗試起,這就涉及到無線網(wǎng)絡(luò)的管理問題。而這 些,都需要占用大量的帶寬資源,并增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延。特別是隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)目的增加和中轉(zhuǎn)次數(shù)增多。因而,盡管Zigbee的射頻傳輸速率是 250kbps, 但經(jīng)過多次中轉(zhuǎn)后的實際可用速率將大大降低,同時數(shù)據(jù)傳輸時延也將大大增加,無線網(wǎng)絡(luò)管理也就變得越麻煩。這也就是目前Zigbee網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸時的主 要問題。
2. Zigbee這個字,從英語的角度來分析,它是由“Zig”和“bee”兩個字組成。前者“Zig”中文的意思是“之“字形的路徑,后面一個英文單詞 “bee”就是蜜蜂的意思,我們的理解,Zigbee網(wǎng)絡(luò)技術(shù),就是模仿蜜蜂信息傳遞的方式,通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間信息的相互互傳,來將一個信息從一個節(jié)點傳 輸?shù)竭h處的另外一個節(jié)點。如果按一般標準Zigbee節(jié)點,在開闊空間每次數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)平均增加50米直線傳輸距離計算,傳輸500米直線距離需要中轉(zhuǎn)十次; 在室內(nèi),由于Zigbee所使用的2.4 G的傳輸頻率,一般是通過信號反射來進行傳輸?shù)?,由于建筑物的遮擋,要傳輸一定的距離,往往需要使用較多的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點來進行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn),如上述第一條中的分 析,這對一個Zigbee網(wǎng)絡(luò)來講,并不是一件簡單的事情。當然,我們也可使用放大器來增加Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的傳輸距離,然而,這必然要大大增加網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點的功耗和成本,失去了Zigbee低成本低功耗的本來目的。而且,在室內(nèi)使用這種方法來增加傳輸距離,效果也有限。顯然,一種通過中心點在室外,終端 模塊在室外的星狀網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)個更加合理。
3.Zigbee的核心技術(shù)之一,是每一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,除了自身作為信息采集點和執(zhí)行來自中心的命令外,它還承擔著隨時來自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)任務(wù),這 樣,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的收發(fā)機必須隨時處于收發(fā)接收狀態(tài),這就是說它的最低功耗至少在20mA左右,一般使用放大器的遠距離網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,其耗電量一般在150mA左 右。這顯然很難使用電池驅(qū)動來保證網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的正常工作;
4.由于Zigbee中的每一個節(jié)點,都參與自動組網(wǎng)和動態(tài)路由的工作,因而每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的單片機也就相對復(fù)雜一些,成本自然也就高一些。另外,在Zigbee網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進行一些針對具體應(yīng)用的開發(fā)工作的量也就大一些。
綜上所述,我們認為,Zigbee網(wǎng)絡(luò),實際上在許多情況下,是犧牲了網(wǎng)絡(luò)傳輸效率,帶寬以及節(jié)點模塊的功耗,來換取在許多實際應(yīng)用中,并不重要的動態(tài)組網(wǎng)和動態(tài)路由的功能,因為,在一般情況下,我們的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和數(shù)據(jù)傳輸途徑往往都是固定不變的。
因而我們認為,當前Zigbee技術(shù)尚未解決的節(jié)點耗電問題,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男瘦^低時延較長的問題,以及數(shù)據(jù)傳輸距離有限的問題,是當前Zigbee 技術(shù)難于得到很好推廣的更本原因。
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