글로벌 통신 산업 기술의 발전은 무선화, 광대역화, IP 화의 세 가지 주요 추세를 보이고 있다. 많은 광대역 기술 중에서 무선화, 특히 이동통신 기술이 최근 몇 년간 통신 기술 시장의 가장 큰 포인트가 되어 미래의 통신 기술을 구성하는 중요한 구성 요소입니다.
지그비는 IEEE82.15.4 표준을 기반으로 한 저전력 개인 도메인 네트워크 프로토콜입니다. 이 협정에 규정된 기술은 단거리 저전력 무선 통신 기술이다. 이 명칭은 꿀벌의 팔자춤에서 유래한 것으로, 꿀벌 (bee) 은 날기와 윙윙거리는 날개를 흔드는' 춤' 으로 동료와 꽃가루가 있는 방위 정보를 전달하는 것이다. 즉 벌은 이런 방식으로 집단의 통신망을 구성한다는 것이다. 근거리, 낮은 복잡도, 자체 구성, 저전력, 높은 데이터 속도가 특징입니다. 주로 자동 제어 및 원격 제어 분야에 적합하며 다양한 장치를 내장할 수 있습니다. 간단히 말해서, 지그비는 저렴하고 저전력 근거리 무선 네트워킹 통신 기술입니다. < P > 지그비의 기술 원리 < P > 지그비는 최대 65, 개의 무선 데이터 전송 모듈로 구성된 무선 데이터 전송 네트워크 플랫폼으로, 기존 이동 통신의 CDMA 네트워크 또는 GSM 네트워크와 매우 유사하며, 각 지그비 네트워크 데이터 전송 모듈은 모바일 네트워크의 기지국과 유사하며 전체 네트워크 범위 내에서 서로 다음을 수행할 수 있습니다. 각 네트워크 노드 사이의 거리는 표준 75 미터에서 수백 미터, 심지어 몇 킬로미터까지 확장될 수 있습니다. 또한 전체 지그비 네트워크는 기존의 다른 다양한 네트워크에 연결할 수 있습니다. 예를 들어, 인터넷을 통해 베이징에서 윈난 어느 곳의 지그비 제어 네트워크를 모니터링할 수 있습니다. < P > 지그비 네트워크는 주로 데이터 전송을 자동으로 제어하기 위해 구축되는 반면, 이동통신망은 주로 음성 통신을 위해 구축되었습니다. 각 모바일 기지국의 가치는 일반적으로 백만 위안 이상이지만, 각 지그비 기지국은 1 위안 미만이다. 각 지그비 네트워크 노드는 센서 연결과 같은 모니터링 객체와 직접 데이터 수집 및 모니터링을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 다른 네트워크 노드에서 전달된 데이터 자료도 자동으로 전송할 수 있습니다. 또한 각 지그비 네트워크 노드 (FFD) 는 자체 신호 범위 내에서 네트워크 정보 전송 작업을 수행하지 않는 여러 개의 고립된 하위 노드 (RFD) 무선 연결도 제공합니다.
각 지그비 네트워크 노드 (FFD 및 RFD) 는 최대 31 개의 센서 및 관리 대상 장치를 지원할 수 있으며 각 센서 및 관리 대상 장치는 결국 8 가지 인터페이스 방식을 가질 수 있습니다. 디지털 및 아날로그 양을 수집하고 전송할 수 있습니다. < P > 지그비 기술의 특징 < P > 지그비 기술은 근거리, 낮은 복잡성, 저전력, 저속, 저렴한 양방향 무선 통신 기술입니다. 주로 짧은 거리, 낮은 전력 소비 및 낮은 전송 속도를 가진 다양한 전자 장치 간의 데이터 전송과 일반적인 주기적 데이터, 간헐적 데이터 및 낮은 응답 시간 데이터 전송을 위한 어플리케이션에 사용됩니다. < P > 마르코니가 라디오를 발명한 이후 무선 통신 기술은 데이터 속도와 전송 거리를 지속적으로 높이는 방향으로 발전해 왔다. 예: WAN 범위 내 3 세대 이동통신망 (3G) 은 IEEE82.11 의 1Mbit/s 에서 IEEE82.11g 의 54Mbit/s 데이터 속도에 이르는 멀티미디어 무선 서비스를 제공하기 위한 것입니다. 지그비 기술은 저렴한 고정, 휴대용 또는 모바일 장치에 사용되는 매우 낮은 복잡성, 비용 및 전력 소비를 제공하는 저속 무선 통신 기술을 제공하기 위해 노력하고 있습니다. < P > 이 무선 통신 기술은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
1, 전력 소비량이 낮은 < P > 작동 모드에서 지그비 기술은 전송 속도가 낮고 데이터 전송량이 적기 때문에 신호 송수신 시간이 짧고 둘째, 비작동 모드에서는 지그비 노드가 최대 절전 모드에 있습니다. 장치 검색 지연은 일반적으로 3ms, 최대 절전 모드 활성화 지연은 15ms, 활성 장치 채널 액세스 지연은 15ms 입니다. 짧은 근무 시간, 낮은 송수신 정보 전력 소비 및 절전 모드 사용으로 인해 지그비 노드는 매우 에너지 절약되며 지그비 노드의 배터리 작동 시간은 최대 6 개월에서 2 년 정도입니다. 한편, 배터리 시간은 배터리 종류, 용량, 애플리케이션 등 여러 가지 요인에 따라 달라지기 때문에 지그비 기술은 프로토콜에 따라 배터리 사용을 최적화합니다. 일반적인 응용 프로그램의 경우 알칼리성 배터리를 몇 년 동안 사용할 수 있으며, 특정 근무 시간과 총 시간 (근무 시간+휴면 시간) 의 비율이 1% 미만인 경우 배터리 수명이 1 년을 초과할 수도 있습니다.
2, 데이터 전송 신뢰성 < P > 지그비의 MAC (미디어 액세스 제어 레이어) 는 talk-when-ready 의 충돌 방지 메커니즘을 사용합니다. 이러한 완전히 확인된 데이터 전송 메커니즘에서는 데이터 전송 요구 사항이 있을 때 즉시 전달되며, 전송되는 각 패킷은 수신자의 확인 메시지를 기다려야 하며, 확인 메시지 응답을 받아야 합니다. 확인 정보에 대한 응답이 없으면 충돌이 발생했음을 나타냅니다. 다시 한 번 전달됩니다. 이 방법을 사용하면 시스템 정보 전송의 신뢰성을 높일 수 있습니다. 또한 고정 대역폭이 필요한 통신 업무를 위한 전용 시간 슬롯을 예약하여 데이터 전송 시 경쟁과 충돌을 방지합니다. 동시에 ZigBee 는 지연에 민감한 어플리케이션에 최적화되어 있으며, 통신 지연과 휴면 상태 활성화의 지연은 매우 짧습니다.
3, 네트워크 용량
ZigBee 저속, 저전력 및 단거리 전송 기능을 통해 간단한 장치를 지원하는 데 적합합니다. 지그비는 전체 기능 장치 (FFD) 와 단순화된 기능 장치 (RFD) 의 두 가지 장치를 정의합니다. 전체 기능 장치의 경우 49 개의 기본 매개변수를 모두 지원해야 합니다. 단순화 기능 장치의 경우 최소 구성에서 38 개의 기본 매개변수만 지원해야 합니다. 전체 기능 장치는 단순화된 기능 장치 및 기타 전체 기능 장치와 통화할 수 있으며, 개별 도메인 네트워크 조정 관리자, 조정 관리자 또는 장치의 세 가지 방식으로 작동할 수 있습니다. 단순화 기능 장치는 전체 기능 장치와만 통화할 수 있으며 매우 간단한 응용 프로그램에만 사용할 수 있습니다. 하나의 지그비 네트워크에는 최대 255 개의 지그비 네트워크 노드가 포함되어 있는데, 그 중 하나는 마스터 (마스터) 장치이고 나머지는 슬레이브 (슬레이브) 장치입니다. 네트워크 조정자 (Network Coordinator) 를 사용하면 전체 네트워크가 최대 64, 개 이상의 지그비 네트워크 노드를 지원할 수 있고 각 네트워크 작업자가 서로 연결될 수 있으므로 전체 지그비 네트워크 노드 수가 상당할 것입니다.
4, 호환성
지그비 기술은 기존 제어 네트워크 표준과 완벽하게 통합됩니다. 네트워크 조정자 (Coordinator) 를 통해 자동으로 네트워크를 구축하고 캐리어 수신/충돌 감지 (CSMA-CA) 방식으로 채널 액세스를 수행합니다. 신뢰할 수 있는 전송을 위해, 전체 핸드셰이크 프로토콜도 제공한다.
5, 보안
지그비는 데이터 무결성 검사 및 인증 기능을 제공하며 데이터 전송에서 3 단계 보안을 제공합니다. 첫 번째 수준은 실제로 안전하지 않은 방식이며, 보안이 중요하지 않거나 상위 계층이 이미 충분한 보안을 제공하는 경우 장치는 이 방법을 선택하여 데이터를 전송할 수 있습니다. 보조 보안 수준의 경우 장치는 액세스 제어 목록 (ACL) 을 사용하여 불법 부품이 데이터를 획득하는 것을 방지할 수 있으며, 이 수준에서는 암호화 조치를 취하지 않습니다. 세 번째 보안 수준은 데이터 전송에서 AES (advanced encryption standard) 에 속하는 대칭 암호를 사용합니다. AES 는 데이터 순부하를 보호하고 공격자가 합법적인 장치로 가장하는 것을 방지하는 데 사용할 수 있으며, 각 애플리케이션은 보안 속성을 유연하게 결정할 수 있습니다.
6, 구현 비용 낮음
모듈의 초기 비용은 약 6 달러로 추산되며 곧 1.5 ~ 2.5 달러로 떨어질 수 있으며 지그비 계약은 특허비가 면제됩니다. 현재 저속으로 저전력 UWB 칩셋의 가격은 최소 2 달러입니다. 지그비의 가격 목표는 몇 센트에 불과합니다. 저비용은 지그비에게도 중요한 요소입니다.
7, 지연 < P > 통신 지연 및 최대 절전 모드 활성화 지연은 매우 짧습니다. 일반적인 검색 장치는 3ms 지연, 최대 절전 모드 활성화 지연은 15ms, 활성 장치 채널 액세스 지연은 15ms 입니다. 따라서 ZigBee 기술은 산업 제어 상황과 같이 시간 지연 요구 사항이 까다로운 무선 제어 어플리케이션에 적합합니다.
ZigBee 와 WiFi 의 차이점
동일 지점:
1, 둘 다 단거리 무선 통신 기술입니다.
2, 모두 2.4GHz 주파수 대역
3 을 사용하며 모두 DSSS 기술을 사용합니다.
차이점:
1, 전송 속도가 다릅니다. 지그비 전송 속도가 높지 않습니다 (< 25Kbps) 하지만 전력 소비량이 낮아 배터리 전원을 사용하는 데 보통 3 개월 이상 사용할 수 있습니다. 와이파이 (WiFi) 는 흔히 말하는 무선 LAN 으로, 속도가 높고 (11Mbps), 전력 소비량이 크며, 일반 외부 전원 공급 장치입니다.
2, 응용 프로그램이 다릅니다. 지그비는 산업 제어, 환경 모니터링, 스마트 홈 제어 등의 분야에 적합한 무선 센서 네트워크와 같은 저속 저전력 상황에 사용됩니다. 와이파이 (WiFi) 는 일반적으로 일정 범위 (예: 1 건물) 를 포괄하는 무선 네트워크 기술 (적용 범위 1 미터 정도) 입니다. 표현은 우리가 흔히 사용하는 무선 라우터이다. 한 건물에 무선 라우터 한 대를 설치하고, 건물 안의 노트북 (무선 카드 포함) 은 기본적으로 무선으로 인터넷에 접속할 수 있다.
3, 시장 상황이 다릅니다. ZigBee 는 24 년 첫 번째 버전의 표준을 발표한 이후 급속한 발전과 보급을 진행하고 있습니다. 현재 비용, 신뢰성 측면으로 인해 아직 대규모로 보급되지 않았다. 와이파이, 기술이 많이 성숙했고 응용도 많이 했어요. 전반적으로, 양자의 차이는 비교적 크고, 시장 포지셔닝은 다르며, 상호 간의 경쟁은 그리 크지 않다. 다만 둘 다 기술적으로 * * * 같은 점을 가지고 있는데, 양자의 상호 간섭은 여전히 비교적 크다. 특히 와이파이의 지그비에 대한 간섭은 더욱 크다.
하드웨어 메모리 요구 사항 비교: 지그비: 32 ~ 64kb+; Wifi: 1mb+; 지그비 하드웨어 요구 사항이 낮습니다.
두 배터리 전원 공급 지속 기간 비교: 지그비: 1 ~ 1 일; 와이파이: 1 ~ 5 일; 지그비 전력 소비량이 낮습니다. 전송 거리 비교 (일반 용도, 고출력 안테나 송신기 없음): 지그비: 1 ~ 1m; Wifi: 1 ~ 1m; 지그비 전송 거리가 길다. 지그비 단점: 네트워크 대역폭 비교: 지그비: 2 ~ 25kb/s; Wifi: 11kb/s ： 지그비 대역폭이 낮고 전송 속도가 느립니다. < P > 지그비의 기술 응용 프로그램 < P > 은 저속도의 단거리 무선 통신 기술로서 지그비 자체의 특징을 가지고 있어 특정 응용 분야에서 다른 기술과 겹칠 수 있지만 이에 맞게 조정된 응용 프로그램입니다. 지그비 (ZigBee) 는 스마트 홈, 산업 제어, 자동 검침, 의료 모니터링, 센서 네트워크 애플리케이션, 통신 애플리케이션 등 가능한 애플리케이션입니다.
1, 스마트홈 < P > 집에는 전등, TV, 냉장고, 세탁기, 컴퓨터, 에어컨 등 많은 가전제품과 전자장비가 있을 수 있으며, 연기 감지, 경보기, 카메라 등이 있을 수 있습니다
2, 산업제어 < P > 공장 환경에는 많은 센서와 컨트롤러가 있어 지그비 기술을 이용해 하나의 네트워크에 연결하여 모니터링하고, 작업관리를 강화하고, 비용을 절감할 수 있다.
3, 센서 네트워크 애플리케이션 < P > 센서 네트워크도 최근 연구 핫스팟으로 상품 추적, 건물 모니터링, 환경보호 등 모두 좋은 애플리케이션 전망을 가지고 있다. 센서 네트워크에는 노드가 저비용, 저전력, 자동 네트워킹, 서비스 용이성, 신뢰성이 필요합니다. ZigBee 의 네트워킹 및 저전력 장점은 센서 네트워크 응용 프로그램에 적합한 기술 선택이 되었습니다. < P > 현재 지그비 기술의 문제점 < P > 지그비 기술은 24 년 현재 세계에서 가장 빠르게 성장하고 있는 1 대 신기술 중 하나로 선정되었습니다. 지그비 기술의 장점에 대해서도 많은 토론을 벌였습니다. 지금까지 국내외 많은 업체들도 다양한 지그비 제품을 개발하고 응용 홍보에 많은 노력을 기울였습니다. 하지만 현실적으로 말하자면, 실제로 지그비 기술을 완전히 사용하여 구체적인 실제 문제를 해결한다는 것은 의미 있는 사례가 매우 제한적이다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 성공명언) < P > 지그비 (Zigbee) 는 유행이 된 것 같지만, 아직 진정으로 실용적인 신기술은 할 수 없다. 그 이유로, 새로운 기술로서, 그 자체로는 기술 개선과 성숙, 그리고 시장 육성 과정이 필요하며, 우리는 실제 문제를 해결하기 위해 지그비 기술을 장기적으로 적용해 왔으며,
1, 지그비의 핵심 기술 중 하나인 < P > 1, 지그비의 핵심 기술 중 하나로 단기간에 해결하기 어렵다고 생각하는 몇 가지 중요한 문제를 발견했습니다. 즉, 지그비 네트워크는 네트워크의 노드 증감 변화를 고려합니다. 네트워크의 각 노드는 일정 시간 간격으로 무선 신호를 통해 통신하여 다시 네트워킹해야 하며, 한 노드에서 다른 노드로 정보를 전송할 때마다 가능한 모든 경로를 스캔해야 합니다. 가장 짧은 경로부터 시도해 보십시오. 여기에는 무선 네트워크 관리 문제가 포함됩니다. 이를 위해서는 많은 대역폭 자원을 사용하고 데이터 전송 지연 시간을 늘려야 합니다. 특히 네트워크 노드 수가 증가하고 중계 횟수가 증가함에 따라 더욱 그렇습니다. 그 결과, Zigbee 의 무선 전송 속도는 25kbps 이지만, 여러 차례 중계된 실제 가용 속도는 크게 줄어들고 데이터 전송 지연도 크게 증가하여 무선 네트워크 관리가 더욱 번거로워집니다. 이것이 바로 현재 지그비 네트워크가 데이터를 전송할 때의 주요 문제이다.
2, 지그비 (Zigbee) 라는 단어는 영어의 관점에서 분석한 것으로' 지그' 와' 비' 라는 단어로 구성되어 있다. 전' 지그' 중국어는' 의' 자형의 경로' 를 의미하고, 뒤에 있는 영어 단어' 비' 는 꿀벌의 뜻이다. 우리의 이해, 지그비 네트워크 기술, 즉 꿀벌 정보 전달 방식을 모방하고, 네트워크 노드 간 정보의 상호 전송을 통해 한 노드에서 정보를 전송하는 것이다