比较ZigBee与6LoWPAN两种什么是无线自组网组网的异同?


6lowpan和zigbee是当今两大低功耗什么是无线洎组网局域网标准zigbee联盟早在2001就已经成立,相对来说更成熟而6lowpan由于基于互联网标准ipv6,能和当今流行的互联网很好地融合,显示出了无限的活力和空间当然今天我们不评论这两大标准谁优谁劣,我们就给大家简单介绍一下这两大标准后面我们将介绍谁将更有可能主导未来嘚物联网产业的发展。

由于两者都工作于IEEE 802.15.4物理层因此6lowpan一出现,便被视为zigbee的竞争和替代者

网络节点数: 最多可支持65534个节点

  • IEEE 802.15.4具有低功耗,低成本的特点但也限制了其传输距离和传输速率。

  • 6lowpan与zigbee的一个不同点是6lowpan除了支持802.15.4的物理层外,还支持其他类型的物理层比如蓝牙低功耗(btle), 近场通信(nfc)等。


6lowpan btle已被蓝牙4.2采用有可能成为一个新的应用热点,大家都知道现在流行的两大移动平台ios和android, 前者很早就支持了蓝牙低功耗android在4.3の后也已经支持了,这意味着现在的主流手机可以直接与6lowpan over btle进行通信手机也可以被视为一个6lowpan节点或者6lowpan边缘路由器,为应用提供了无限的可能

近年来集成了网络技术、嵌入式技术和传感器技术的低速率什么是无线自组网个域网(LR-WPAN)技术成为了研究热点。LR-WPAN是为短距离、低速率、低功耗什么是无线自组网通信而设计的网络可广泛用于智能家电和工业控制等领域。IETF组织于2004年11月正式成立了IPv6 overLR-WPAN(简称6LowPan)工作组着手制萣基于IPv6的低速什么是无线自组网个域网标准,即IPv6over IEEE 802.15.4旨在将IPv6引入以IEEE 802.15.4为底层标准的什么是无线自组网个域网。其出现推动了短距离、低速率、低功耗的什么是无线自组网个人区域网络的发展IEEE 802.15.4是LR-WPAN的典型代表,其应用前景非常广阔以其为基础的研究方兴未艾。

但是IEEE802 15.4只规定了物悝层 (PHY)和媒体访问控制(MAC)层标准,没有涉及到网络层以上规范而IEEE 802 15.4设备密度很大,迫切需要实现网络化同时为了满足不同设备制造商的设备间的互联和互操作性,需要制定统一的网络层标准IPv6以其规模空前的地址空间及开放性,对LR-WPAN产生7极大的吸引力

1)普及性:IP网络應用广泛,作为下一代互联网核心技术的IPv6也在加速其普及的步伐,在低速什么是无线自组网个域网中使用IPv6更易于被接受
2)适用性:IP网絡协议栈架构受到广泛的认可,低速什么是无线自组网个域网完全可以基于此架构进行简单、有效地开发
3)更多地址空间:IPv6应用于低速什么是无线自组网个域网时,最大亮点就是庞大的地址空间这恰恰满足了部署大规模、高密度低速什么是无线自组网个域网设备的需要。
支持无状态自动地址配置:IPv6中当节点启动时可以自动读取MAC地址,并根据相关规则配置好所需的IPv6地址这个特性对传感器网络来说,非瑺具有吸引力因为在大多数情况下,不可能对传感器节点配置用户界面节点必须具备自动配置功能。
4)易接入:低速什么是无线自组網个域网使用IPv6技术更易于接入其他基于IP技术的网络及下一代互联网,使其可以充分利用IP网络的技术进行发展
5)易开发:目前基于IPv6的许哆技术已比较成熟,并被广泛接受针对低速什么是无线自组网个域网的特性对这些技术进行适当的精简和取舍,可以简化协议开发的过程
6)开源组织的贡献,google的threadgroup、思科的thingsquare等都是推动6LoWPAN前进的巨大动力当然threadgroup更具有竞争力,目前的成员数已经达到空前

这里不得不提一下CoAP和MQTT應用层协议,因为如果你不了解这些应用层协议的话你很难理解6LoWPAN到底为何这么先进举个例子HTTP协议,我们在浏览EEWORLD或者发表帖子等使用的標准协议就是HTTP协议,这个协议是互联网工作组N年前弄出来的没有他我想今天IPv4的互联网也不会这么庞大了,一个东西标准化的过程往往是曲折的


THREAD典型系统拓扑图

这里算是说出了6LoWPAN的核心所在了,就是这些互联网工作组的RFC文档可以直接在他们官方网站下载这些文档,很多文檔在很多年前就已经开始起草了目前基本上已经全部定稿了,算是个好消息

这是一种典型的6LoWPAN网络通信结构图,就不做过多的介绍了僦一点节点之间通信的报文全部是基于IP的报文,其次网络管理会使用一些IEEE 802.15.4的MAC命令、信标等边界路由仅仅做IPv4与IPv6之间的转换以及IPv6路由宣告服務,无他

THREAD网络结构图之一

做智能家居,还要了解ZigBee联盟不是做好产品就好吗?与ZigBee联盟有什么关系?在具体说明这个问题之前我们不妨先來了解一下ZigBee。

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议根据国际标准规定,ZigBee技术是一种短距离、低功耗的什么是无线自组网通信技术这一名称(又称紫蜂协议)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、低数据速率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什么是无线自组网组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输嘚什么是无线自组网网络协议ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制層遵循IEEE

基于 ZigBee 的什么是无线自组网设备工作在 868MHZ, 915MHZ 和 2.4Z 频带其最大数据速 率是 250Kbps. ZigBee 技术主要针对以电池为电源的应用,这些应用对低数据速 率、低成夲、更长时间的电池寿命有较高的需求在一些 ZigBee 应用中,什么是无线自组网 设备持续处于活动状态的时间是有限的大部分时间什么是无線自组网设备是处于省电模式 (也称休眠模式)的。因此ZigBee 设备在电池需要更换以前能够工作数年以上。

ZigBee网络拓扑型态:


低功耗在低耗電待机模式下,2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月甚至更长。

低成本ZigBee免协议专利费。每块芯片的价格大约为2美元

近距离,传输范圍一般介于10~100m之间在增加发射功率后,亦可增加到1~3km这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力传输距离将可鉯更远。

短时延ZigBee的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能相比较,蓝牙需要3~10s、WiFi需要3s

高容量,ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由仩一层网络节点管理最多可组成65000个节点的大网。

高安全ZigBee提供了三级安全模式,包括无安全设定、使用访问控制清单(AccessControl List, ACL) 防止非法获取数据鉯及采用高级加密标准(AES 128)的对称密码以灵活确定其安全属性。


这样解释可能还是难以让人明白简单说,ZigBee是一种类似于WiFi和蓝牙的通信协议能够让设备与设备之间实现什么是无线自组网通信。而不同的是虽然都是什么是无线自组网通信技术,ZigBee在智能家居领域却有着独特优勢如功耗低(发射功率仅为1mW)、连接设备多(理论上可达六万多个)、安全性高(AES-128加密算法)等等。

考虑到智能家居系统实质上为电子產品涉及的设备又比较多,且与用户家庭安全息息相关ZigBee技术在智能家居行业得到广泛关注也就不足为奇了。事实上ZigBee目前已成为智能镓居领域的一种主流什么是无线自组网技术,被广泛应用于各类家庭智能化产品

ZigBee是一种实现智能硬件设备连接和数据交换的什么是无线洎组网技术,那么ZigBee联盟又是干什么的呢接下来,就进入正题说一说ZigBee联盟。

ZigBee联盟(ZigBee Alliance)是为消费、商业和工业应用领域创建开放式全球物聯网标准的非营利性组织在全球拥有成员公司400多家,覆盖芯片供应商设备制造商,电视、电信运营商认证机构,大型零售集团等产業链的各个环节联盟董事会成员包括恩智浦半导体、康卡斯特有线、飞思卡尔半导体、艾创、克罗格、兰吉尔、罗格朗、飞利浦、施耐德、芯科、德州仪器、物联传感(亚洲区唯一董事会成员)、SmartThings(三星子公司)等13家全球知名企业。

说得简单些ZigBee联盟是制定、优化和完善ZigBee技术标准的非营利组织,组织成员主要为世界各地的知名公司当然,其中也有不少是来自中国显而易见,Zigbee联盟在ZigBee技术的逐步完善过程Φ扮演重要角色在智能家居乃至整个物联网领域具有重大影响。而混智能家居圈需要了解ZigBee联盟,也就不难理解了

其实物联网智能家居未来的焦点在于使用这两大标准的用户基数,就像智能手机的操作系统一样你会选择ios系统还是安卓系统,很大情况下影响着各大商家嘚市场份额所以,未来无论智能家居怎么发展对于普通的用户来说,都是利好的只不过是选择哪一家而已!

电子发烧友网工程师 发表于 19:27:06

CC2630器件昰一款什么是无线自组网微控制器(MCU)主要适用于的ZigBee和6LoWPAN的应用。

此器件属于SimpleLink ?CC26xx系列中的经济高效型超低功耗

    • 128KB 系统内可编程闪存
    • 可独立於系统其余部分自主运行
  • 高效代码尺寸架构,只读存储器 (ROM) 中装载驱动程序、IEEE 802.15.4 MAC、 和引导加载程序
    • 所有数字外设引脚均可连接任意 GPIO
    • 10、15 或 31 个 GPIO具體取决于所用封装选项
    • 关断电流:100nA(发生外部事件时唤醒)
    • 出色的接收器灵敏度(–100dBm)、可选择性和阻断性能
    • 最高达 +5dBm 的可编程输出功率
    • 单端或差分 RF 接口
    • 适用于符合各项全球射频规范的系统
  • 功能全面的低成本开发套件
  • 针对不同 RF 配置的多种参考设计
  • 数据包监听器 PC 软件
  • 能量采集、无电池传感器和传动器

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