Zigbee初印象

我于2014年3月19日星期三去找科技制作的导师辉哥,本来课题是无线控制小车,之前刚好已经做了一只wifi视频小车,本来想这个作品直接交给老师拿完学分走人。结果辉哥看了我的演示视频之后,说既然已经完成了,那可以在这个基础上做点别的。于是那天下午和他讨论了很久,是那种我喜欢的讨论,老师本身就是技术型的,又没有那种老师的架子,只是和你非常平等的探讨问题,不像某些什么都不懂只会坑学生坑经费的老师,不扯远了。


他大概跟我说了三个方向,而回到宿舍的时候我只回想起了zigbee这东西,其他两个都忘了是干什么的了。之前因为某些原因,有稍微了解过这个技术,人总是对已经确知的东西比较有辨识度。但不能说干就干,还是得重新了解一下这项技术才行。百度百科里面的说法,Zigbee V1.0诞生于2004年。已经发展十个年头了,现在生活中的设备都没怎么见到zigbee的身影。


随着手机和平板等智能终端设备的普及和成熟,以及这个市场的饱和,按照我无脑的直觉,智能家居的暗涌已经悄悄来临。如果能趁现在掌握一种能在智能家居中发挥至关重要作用的技术,也就有机会跟着这个暗涌被推向时代的风口浪尖,想想还是有点小激动的。


上面所说的“智能家居”,其实是一种非常低层次的“智能”,甚至在一些研究智能交互算法的大神们眼里,完全可以把这种非常非常低层次的智能简称为“低能”。因为这里几乎不包含深奥的算法问题,只是实现了简单的远程操控和监控。例如,我人在外地,能够通过手机能控制家里灯光的亮灭,还没到家的时候让电饭煲开始煮饭,能知道家里的门什么时候被打开了,或者你在家里有人按门铃,你又不想出去开门,可以通过手机或平板等终端调用门口的监控看看是谁,如果是信任的人,直接在手机上让门打开,等等等等。


远程操控家里的一切,这在大多数人眼里已经足够酷,足够智能,所以,我们还是按照群众的品味,把这种用统一的终端设备去无线操控各种家居设备的技术称为“智能家居”。


我们这里重点讨论智能家居里面所使用的无线传输技术。说到无线,大多数人第一个想到的应该就是wifi。有关注小米路由器的童鞋应该都知道,小米路由器就是朝着“智能家居信息中枢”这个定位去的。也就是说,我们用手机wifi连接路由器,然后路由器再与家居设备进行有线或无线的相连,以达到用手机控制家居设备的目的。


红色字体是上句话的问题所在。

有线的话,就需要设备跟路由器之间有直接的物理连接,当设备越来越多的时候,就要求路由器上需要有足够多的物理接口以满足需求,所以有线这个方案长远看来不可行。而无线呢?这需要每个设备上都要有一个wifi模块,wifi模块的成本较高,具体多高,本来想列个数据对比一下的,但我没掌握列准确数据这种技能……所以我们大概知道它成本高就行了。


所以,有没有更廉价的无线方案呢?答案或许就是现在要讲的主角――zigbee技术。


以下是来自百度百科对zigbee的定义:

Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、高数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术


其实整段话的重点就是最后一句,便宜的、低功耗的近距离无线组网通讯技术,这就是我们想要的。那它能在智能家居中具体起什么作用呢?怎么跟wifi结合起来呢?我用个简单的示意图来说一下我的见解。


      无线(wifi协议)    有线    有线          无线(zigbee协议)        有线

手机控制端――――>路由器――>MCU――>zigbee主模块――――>zigbee子模块――>家居设备


不知道这样表示清不清楚,简单解释一下吧。从手机到路由器的数据传输相信大家都懂,路由器到MCU是干什么呢?MCU其实就是负责处理路由器接受到的信息,将这些信息转换成zigbee模块的指令。然后再把指令通过串口线传给zigbee模块,让它发射出去,让指令在各zigbee模块组成的网络中传递,直至到达应该接收这个指令的zigbee子模块,最后又通过串口线将指令传给家居设备。


所以zigbee在整个系统中所起到的作用是代替了本应该安装在各个智能家居设备中的wifi模块,走完了数据传递的“最后一公里”。


但未来到底是不是由zigbee来担任这个“最后一公里”的角色呢?以我目前的水平还真不能确定……很多人都说是,相比其中肯定有它的道理,但现在还什么都不了解,先不下这个定论。


在《Newnes.ZigBee.Wireless.Networks.and.Transceivers》这本书中有一副插图,是在对比wifi,bluetooth和zigbee的。

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通过左边的坐标轴,可以很明显地看出,ZigBee通过牺牲了数据传输速率来换取低成本低复杂性低功耗等特性,这对于很多只需要传递一串简单的指令信息、通信要求不高的设备来说是非常诱人的交换。


所以押宝吧,就赌它以后能够发展壮大,能够成为潮流,开始ZigBee技术的学习。


不积跬步,无以至千里。有了粗浅的认识之后,想要深入了解,还是不能脱离书本的。在网上搜了一番,大家都说《Newnes.ZigBee.Wireless.Networks.and.Transceivers》这本书好,冲着它是英文的,我信了。接下来会时不时记录一下看这本书的一些收获、心得,还有疑问,即读书笔记。



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