ZigBee、蓝牙、WiFi比较

蓝牙 （BlueTooth）是一种设备之间进行 无线通信 的技术，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换，蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。蓝牙使用短波特高频（UHF）无线电波，经由2.4至2.48， 5G Hz的ISM频段来进行通信，通信距离从几米到几百米不等。

优点 ：1，“低功耗蓝牙”模式下实现了低功耗，覆盖范围增强，最大范围可超过100米；2，支持复杂网络：针对一对一连接最优化，并支持星形拓扑的一对多连接等；3，智能连接：增加设置设备间连接频率的支持，Ipv6网络支持；4，较高安全性：使用AES－128 CCM加密算法进行数据包加密和认证；5，蓝牙模块体积很小，便于集成；6，可以建立临时性的对等连接（Ad－hoc Connec ti on）：根据蓝牙设备在网络中的角色，可分为主设备（Mas te r）与从设备（Slave）。

缺点：蓝牙的各个版本不兼容，组网能力差；网络节点少，不适合多点布控；

Wi－Fi 是一种无线局域网通信技术，全称Wireless－Fidelity，无线保真，IEEE组织的IEEE 802．11标准制定了 以太网 的技术标准。Wi－Fi终端指使用高频无线电信号发送和接收数据，使用以太网通信协议，通信距离通常在几十米。

优点：Wi－Fi的优点是局域网部署无需使用电线，降低部署和扩充的成本。另外，根据Wi－Fi联盟指定，“Wi－Fi认证”是向后兼容的，它指定一套全球统一标准：不同于移动电话，任何Wi－Fi标准设备将在世界上任何地 方正 确运行。

缺点：Wi－Fi的缺点是通信距离有限，稳定性差，功耗较大，组网能力差，安全性也较差。

?Zigbee 和蓝牙都是一项无线通信技术。ZigBee的传输距离视发射功率而定，有几百到几千米不等，不过传输率却只有250kps的，但是这个只是理论值。一般也就20-30kps.而蓝牙的传输距离仅仅只有10米左右，传输速度是1.8M/s~2.1M/s，zigBee应用于智能家居的比较多，而蓝牙应用于特别短距离的文件传输。

ZigBee 是一种低速低功耗，短距，自组网的无线局域网通信技术，于2003年被正式提出，为了弥补蓝牙通信协议的高复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等缺陷。名称取自于蜜蜂，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，依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。 ZigBee被标准化为IEEE 802．15．4，工作频段有三个：868MHz－868．6MHz、902MHz－928MHz和2．4GHz－2．4835GHz，其中最后一个频段世界范围内通用，16个信道，并且该频段为免付费、免申请的无线电频段。三个频段传输速率分别为20kbps，40kbps以及250kbps。

优点：功耗低，网络容量大，工作频段灵活。

缺点：数据传输速率低，有效范围小，抗干扰性差，ZigBee协议没有开源，以及和IP协议不的对接比较复杂等。

ZigBee、WiFi、蓝牙等常用2.4Ghz无线技术的区别

　社会的不断发展，无线的优点已经逐步显现。如；无线通信覆盖范围大，几乎不受地理环境限制：无线通信可以随时架设，随时增加链路，安装、扩容方便;无线通信可以迅速（数十分钟内）组建起通信链路，实现临时，应急、抗灾通信的目的：而有线通信则有地埂的限制、较长的响应时间。无线通信在可靠性、可用性和抗毁性等方面走出了传统的有线通信方式，尤其在一些特殊的地理环境下，无线比有线方便得多。随着无线通讯的发展及成熟。在工业控制、医疗、汽车电子。都广泛的应用

ZigBee、Wi-Fi、蓝牙和几种无线技术的对比如下表所示：

　目前来说，WIFI的优势是应用广泛，已经普及到千家万户。ZigBee的优势是低功耗和自组网;电力载波的优势是传输速率;蓝牙的优势组网简单。然而，这3种技术，也都有各自的不足，没有一种技术能完全满足智能家居的全部要求。

ZigBee技术的应用方向定位于家庭自动化、楼宇自动化、传感器应用等。该系统的无线网络通信模块采用CC2430，它是一颗真正的系统芯片(SoC)COMS解决方案，这种方案能够提高性能并满足ZigBee为基础的2.4GHzISM波段应用对低成本和低功耗的要求。也包含一个DSSS(直接序列扩频)射频收发核心和一个工业级小巧高效的8051控制器。无线数传模块采用DL6200模块， 用户只需要拥有以前所熟悉的串口通信知识就可通过GPRS网络进行通信 。

　1 ZigBee的技术优势

　ZigBee的技术优势表现为以下几个方面：

　(1)省电。由于工作周期很短、收发信息功耗较低，并且采用了休眠模式，因此 ZigBee 技术可以确保2节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间。不同的应用对应的功耗自然是不同的。

　(2)可靠。ZigBee技术采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。

　(3)成本低。模块价格低廉，且ZigBee协议是免专利费的。

　(4)时延短。针对时延敏感的应用作了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。设备搜索时延典型值为30ms，休眠激活时延典型值是15ms，活动设备信道接入时延为15ms。

　(5)节点通信设置易于配置。

　(6)网络容量大。ZigBee可以采用星形、网状、树状结构组网，而且可以通过任一节点连接组成更大的网络结构。从理论上讲，其可连接的节点多达64000个。1个ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和1个主设备，1个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络。

　(7)安全。ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，同时各个应用可以灵活地确定其安全属性。

　(8)全球通用性和完好的开放性。ZigBee标准协议，使ZigBee设备间的通信成为轻而易举的事情。

　2 CC2430的技术特点

　CC2430芯片延用了以往CC2420芯片的架构，在单个芯片上整合了ZigBee射频(RF)前端、内存和微控制器。它使用1个8位MCU(8051)，具有128KB可编程闪存和8KB的RAM，还包含模拟数字转换(ADC)、几个定时器(Timer)、AES-128协同处理器、看门狗定时器(Watchdogtimer)、32kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路(PowerOnReset)、掉电检测电路(BrownOutDetection)，以及21个可编程I/O引脚。CC2430芯片采用0.18?mCMOS工艺;在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27mA和25mA。CC2430的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。

　3 GPRS数传模块DL6200

　DL6200模块的核心硬件是使用世界知名移动通信产品厂商生产的GPRS芯片而设计生产的，具有很高的可靠性。使用DL6200时，只需要熟悉串口通信知识就可通过GPRS网络进行通信。不必关心模块的射频电路部分(使用移动运营商的公网)及相关硬件连接;不必关心AT指令集，所有与AT响应有关的操作都由DL6200模块在模块的内部完成;不必关心TCP/IP协议及互连网络的相关知识：由于GPRS模块是基于互连网络的通信方式，在使用中就要与INTERNET网络打交道，所有与网络的信息交换都由DL6200模块在内部自动完成，无需用户参与;不必用户单独拥有一个固定的IP地址;具有格式及透明传输两种传输格式;具有一般工作模式和省电工作模式;与各种组态软件直接连接无需专用的驱动程序;支持总线式的被动传输数据方式。

　4 系统结构和工作原理

　4.1 系统的结构和功能

　系统由外网和内网两部分组成。外网是由GPRS数传模块和PC组成，两者之间可通过TTL\RS232\RS485传输信息，该系统采用上位机电平接口为TTL。

　内网由PC机和ZigBee无线数据通信模块组成，它们之间通过串口连接。ZigBee网络由协调器、路由器和终端设备三部分组成。协调器和路由器称为全功能设备FFD，终端设备称为精简功能设备RFD。由于该系统设备比较简单，采用星型组网方式，将窗磁、门磁等看作终端设备，ZigBee无线模块为协调器，该系统结构简单，所以不需要路由器。如图3所示。

　(1)用户通过外网GSM手机发送短信命令给GPRS数传模块DL6200，DL6200收到命令后，解释该命令。解释完后发给内网中ZigBee无线通信模块CC2430,由该模块把命令发给相应的终端设备，终端设备收到命令后作出相应的的动作。

　(2)终端设备收到命令后，一是作出相应的动作后向上层作出应答，二是把上层需要的数据通过CC2430模块传送给上层设备。上层设备收到终端设备的信息，通过DL6200以短信的形式发送到用户手机上。

　(3)当有中断响应时，如家中有小偷，触发了报警设备，该终端设备将第一时间向用户发送信息，以示报警。

　4.2 系统的硬件设计

　DL6200不需要关心AT指令集。不需要关心TCP/IP协议及互连网络的相关知识，所有与网络的信息交换都由DL6200模块自动完成。与各种组态软件直接连接，无需专用的驱动程序。DL6200的这些特点使得硬件设计很容易，它的RXD、TDX必须与ZigBee的RX、TX相连进行数据的收发。

　4.3 系统的软件设计

　该系统软件主要通过ZigBee网络协议操作完成数据采集和数据收发，包括初始化、发射和接收程序设计，以及对报警信号的监控、对远程控制指令的处理和执行等。

　系统的收发采用PingPang发送函数

　5 结语

　ZigBee无线模块具有低功耗、低成本的优势，在满足人们需求的传输速率的情况下，将会在不久的将来普及到各家各户中。此外，使用无线网络省去了重新装修的负担，采用ZigBee无线网络随时可以添加或减少它的节点，它对网络有自组能力。所以，商品的经济程度以及技术的容易程度，成为发展的必然条件。

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