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單片機模擬mac層

發布時間:2024-12-15 10:45:21

A. 大連海事大學哪些專業最值得讀

作為一名即將從大連海事大學畢業(以下簡稱海大)的研究生,我在海大度過了七年美好而幸福的時光。作為一名海大人,有必要把海大的優勢專業普及一下。當然,這些專業也都是一些比較值得推薦攻讀的!

除此之外,海大的交通運輸工程專業也都很不錯,這些專業都具有很強的專業性,對於有志於服務國家交通發展的同學,海大的這些專業還是很值得報考的。

謝謝閱讀,希望我的回答對您有所幫助,如有其他問題,可以隨時與我溝通,我定會為您耐心解答!

B. 嵌入式和單片機的區別

一、什麼是嵌入式
按照歷史性、本質性、普遍性要求,嵌入式系統應定義為:「嵌入到對象體系中的專用計算機系統」。「嵌入性」、「專用性」與「計算機系統」是嵌入式系統的三個基本要素。對象系統則是指嵌入式系統所嵌入的宿主系統。

嵌入式系統特點
1)可裁剪性。支持開放性和可伸縮性的體系結構。

2)強實時性。EOS實時性一般較強,可用於各種設備控制中。

3)統一的介面。提供設備統一的驅動介面。

4)操作方便、簡單、提供友好的圖形GUI和圖形界面,追求易學易用。提供強大的網路功能,支持TCP/IP協議及其他協議,提供TCP/UDP/IP/PPP協議支持及統一的MAC訪問層介面,為各種移動計算設備預留介面。

5)強穩定性,弱交互性。嵌入式系統一旦開始運行就不需要用戶過多的干預、這就要負責系統管理的EOS具有較強的穩定性。嵌入式操作系統的用戶介面一般不提供操作命令,它通過系統的調用命令向用戶程序提供服務。

6)固化代碼。在嵌入式系統中,嵌入式操作系統和應用軟體被固化在嵌入式系統計算機的ROM中。

7)更好的硬體適應性,也就是良好的移植性。

8)嵌入式系統和具體應用有機地結合在一起,它的升級換代也是和具體產品同步進行,因此嵌入式系統產品一旦進入市場,具有較長的生命周期。

嵌入式和單片機的區別是什麼?兩者有什麼聯系

二、什麼是單片機
什麼是單片機呢?一般我們將單片微型計算機簡稱為單片機,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機,和計算機相比,單片機只缺少了I/O設備。是一種典型的嵌入式微控制器。

單片機硬體特性
1、主流單片機包括CPU、4KB容量的RAM、128 KB容量的ROM、 2個16位定時/計數器、4個8位並行口、全雙工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。

2、系統結構簡單,使用方便,實現模塊化;

3、單片機可靠性高,可工作到10^6 ~10^7小時無故障;

4、處理功能強,速度快。

5、低電壓,低功耗,便於生產攜帶型產品6、控制功能強7、環境適應能力強

C. USB的原理

USB的結構與工作原理
1.1物理結構

USB的物理拓撲結構如圖1所示。在USB2.0中,高速方式下Hub使全速和低速方式的信令環境獨立出來,圖2中顯示了高速方式下Hub的作用。

通過使用集線器(Hub)擴展可外接多達127個外設。USB的電纜有四根線,兩根傳送的是5V的電源,另外的兩根是數據線。功率不大的外圍設備可以直接通過USB匯流排供電,而不必外接電源。USB匯流排最大可以提供5V 500mA電流,並支持節約能源的掛機和喚醒模式。

1.2 USB設備邏輯結構

USB的設備可以分成多個不同類型,同類型的設備可以擁有一些共同的行為特徵和工作協議,這樣可以使設備驅動程序的編寫變得簡單一些。USB Forum在USB類規范�2�中定義了USB的設備類型,比如音頻、通信、HID、HUB等設備類。

每一個USB設備會有一個或者多個的邏輯連接點在裡面�每個連接點叫端點。在USB的規范中用4位地址標識端點地址,每個設備最多有16個端點。端點0都被用來傳送配置和控制信息。在NS公司的USB介面晶元USBN9602�4�中有7個端點。

管道實現了在主機的一個內存緩沖區和設備的端點之間的數據傳輸,連接端點0的叫做預設管道。管道是具有多個特徵的信道,如帶寬分配,包大小,管道類別以及數據流向。管道有兩種類型分別是流管道(stream pipe)和消息管道(messagepipe)。流管道傳輸的數據包的內容不具有USB要求的結構,它是單向傳輸的;流管道支持批量、等時和中斷傳輸方式。而消息管道與流管道具有不同的行為。首先,由主機發請求給USB設備,然後在適當的方向上傳輸數據,最後是到達一個狀態階段。為了保證三個階段的數據傳輸,消息管道定義了一個數據結構使命令可靠地被識別和傳輸。消息管道是雙向的,它只支持控制傳輸方式。

對於同樣性質的一組端點的組合叫做介面,如果一個設備包含不止一個介面就可以稱之為復合設備(見圖1)。

對於同樣類型介面的組合可以稱之為配置。但是每次只能有一個配置是可用的,而一旦該配置被激活,裡面的介面和端點就都同時可以使用。主機從設備發過來的描述字中來判斷用的是哪個配置�哪個介面等等�而這些描述字通常是在端點0中傳送的。
1.3 USB通信分層模型
一台主機到設備的連接需要許多層與實體之間的相互作用。USB匯流排介面層提供了主機和設備之間的物理/信令/包的連接。在系統軟體看來,USB設備層執行的是一般的USB操作。功能介面層提供和應用軟體層相對應的附加功能。分層模型如圖3所示,雖然邏輯上USB設備層和功能層各自與主機上的相應層通信,但物理上都是通過USB匯流排介面層實現數據傳輸的。

1.4 四種傳輸方式

USB提供了四種傳輸方式,以適應各種設備的需要。這四種傳輸方式分別是:

控制傳輸方式:控制傳輸是雙向傳輸,數據量通常較小,主要用來進行查詢、配置和給USB設備發送通用的命令。控制傳輸主要用在主計算機和USB外設中端點0之間。

等時傳輸方式:等時傳輸提供了確定的帶寬和間隔時間。它被用於時間嚴格並具有較強容錯性的流數據傳輸,或者用於要求恆定的數據傳送率的即時應用中。例如進行語音業務傳輸時,使用等時傳輸方式是很好的選擇。

中斷傳輸方式:中斷方式傳送是單向的並且對於主機來說只有輸入的方式。中斷傳輸方式主要用於定時查詢設備是否有中斷數據要傳送,該傳輸方式應用在少量的、分散的、不可預測的數據傳輸。鍵盤、游戲桿和滑鼠就屬於這一類型。

大量傳輸方式:主要應用在沒有帶寬和間隔時間要求的大量數據的傳送和接收,它要求保證傳輸。列印機和掃描儀屬於這種類型。

在開發USB設備時通過設置介面晶元中相應的寄存器使端點處於不同的工作方式。

1.5 USB通信協議

USB的物理協議規定了在匯流排上傳輸的數據格式,一個全速的數據幀有1500位元組,而對於低速的幀有187位元組。幀的作用是分配帶寬給不同的數據傳送方式。

在USB2.0中又增加了幾種類型的包以滿足高速傳輸的需要。其中data類型增加了DATA2和MDATA,handshake類型增加了NYET,special類型則增加了ERR,SPLIT,PING,Reserved。

事務是在主機和設備之間不連續地數據交換。一個事務通常由主機開始,一般分三個階段,第一階段發送token包,第二階段發送是data包(可以向上也可以向下),在數據包傳送完之後,就會由設備返回一個handshake包。

當客戶端程序通過一個USB管道發送或接收數據時,它首先會調用Win32API,API會發送一個IRP到USB設備驅動程序。USB設備驅動程序的任務就是把客戶端的請求通過一個管道發送到外設合適的端點。為了實現這個任務,USB設備驅動程序會遞交請求給匯流排驅動程序,匯流排驅動程序可以把這些請求轉變成事務,然後將這些事務組合成幀在匯流排上傳輸。

1.6 USB帶寬分析舉例

在USB1.1標准中將其有效的帶寬分成幀,每幀通常是1ms長。但由於USB2.0的傳輸速率可高達480Mbps,因此在USB2.0增加了一種微幀,它只有原來幀的1/8,這使得在傳輸數據時使用更小的緩沖。在完成了系統的配置信息和連接之後,USB的主機就會對不同的端點和傳輸方式做一個統籌安排,用來適應它的帶寬。對全速和低速的端點,系統為等時和中斷方式的傳輸保留整個帶寬的90%,即占每個幀時間的90%,剩下的就安排給控制方式傳送數據。在USB2.0中,對於高速的端點,則為等時和中斷方式的傳輸保留每個微幀的80%。

以等時傳輸為例,在某個配置中作為一個等時傳輸管道的端點,定義了它能傳輸的數據有效負載的長度。USB系統軟體用這個長度限制去保證足夠的匯流排時間使每幀的內容能容納最多的數據有效負載。如果有足夠的匯流排時間,配置才會建立。每個等時管道的數據有效負載可以是1,2,4,...,512,1023位元組。

例如,當數據包最大有效負載為512個位元組時,一個全速幀(1500位元組)最多可以傳輸2個這樣的包。除去協議開銷的18個位元組,剩餘458個位元組可以用於其他事務的傳輸。因此每幀有效位元組數為2個包的位元組即1024位元組,因此最大帶寬為1.024Mbyte/s,每個包的有效位元組占整個幀的35%。同樣可推算,數據有效負載長度為64、128或256時其最大帶寬值最大,為1.28Mbyte/s。

在USB2.0高速工作方式下,每個等時管道的數據有效負載可以是1,2,4,...,2048,3072位元組。當數據有效負載長度為1024時其最大帶寬值最大,為5.7344Mbyte/s,每個包的有效位元組占整個微幀的14%。

2 Windows USB驅動程序介面

USB的驅動程序和以往的直接跟硬體打交道的Win95的VxD(Virtual DeviceDriver)驅動程序不同,它屬於WDM(Windows DriverModel)類型的,Win98、Win2000等操作系統均支持該類型的驅動程序。WDM首先定義了一個基本的核心驅動程序模型,處理所有類型的數據,使驅動程序模型的內核實現更加的固定。WDM驅動程序還是一種分層的程序結構,可以看做是WindowsNT驅動程序的改進,WDM驅動程序支持即插即用、電源管理和WMI(Windows ManagementInstrumentation)特性。Win98和Win2000提供了一系列的系統驅動程序,它們具有為許多標准類型設備服務所需的所有基本功能。

Windows提供了USB的系統類驅動程序,它處理USB上的所有底層通信,這樣其他驅動程序就有了一個定義好的介面可以使用。USBHub.sys是USB集線器的驅動程序。USBD.sys是USB類驅動程序,它使用圖4中UHCD.sys或OpenHCI.sys分別驅動兩種類型的控制器�UHCI(USB Host Controller Driver),OHCI(Open Host ControllerInterface)。當PCI枚舉器發現USB主機控制器後,就會裝入相關的驅動程序。

通常一些設備都需要開發者寫一個核模式的驅動程序來使硬體正常工作。在核模式下�驅動程序通過IRP(I/O Request Packet)來組織和操作一些由其他部分發過來的要求和命令。而IRP又是通過URB(USB Request Blocks)來實現的。但對於一些HID(Human Interface Device)的USB設備,象鍵盤、滑鼠和游戲操縱桿之類的設備可以被操作系統自動識別並且支持,開發者不需要再另寫驅動程序。

3 USB介面10M乙太網卡的實現

3.1 選擇器件

目前市場上USB的介面產品有兩種,一種是集成了USB介面的單片機,另一種是不帶單片機的USB介面晶元。由於前者需要專用的開發機故開發成本較高,本文將介紹一種使用廉價USB介面晶元USBN9602(NS公司)加高速的51單片機實現10M乙太網卡的方案。

在做設計之前一定要計算好外設所要求的帶寬和USB的速度是否匹配。一個USB乙太網卡應該包括USB通信介面(USBN9602)、8051單片機以及IEEE802.3的MAC層和物理層。USBN9602在全速工作方式下可以達到12Mbit/s,採用USBN9602基本可以滿足10M乙太網的帶寬需求。為達到較高的傳輸速率,USBN9602還應該用DMA方式與單片機通信。電路框圖如圖5所示。

3.2 設計單片機控製程序

對於單片機控製程序,目前沒有任何廠商提供自動生成微碼(firmware)的工具。USB單片機控製程序通常由三部分組成,第一、初始化單片機和所有的外圍電路(包括USBN9602);第二、主循環部分,其任務是可以中斷;第三、中斷句柄,其任務是對時間敏感的,必須馬上執行。

3.3 開發USB網卡驅動程序
開發USB設備驅動程序通常採用WindowsDDK來實現,但現在有許多第三方軟體廠商提供了各種各樣的生成工具,象Compuware的Driver Works,BlueWaters的DriverWizard等軟體能夠方便地生成高質量的USB的驅動程序。沒有DDK或WDM基礎的開發人員可使用KRFTech公司的開發軟體WinDriver,它的最新版本4.32已經支持USB驅動程序的開發。最後的驅動程序調試工作可以使用Compuware的Softice或Microsoft的Windows Debugger來進行。

Windows下的網卡驅動程序需符合NDIS規范(Network Driver Interface Specification)。網路驅動程序不直接調用操作系統的常式,而是通過NDIS進行系統調用,NDIS還根據需要調用了驅動程序提供的常式,共同完成網卡的功能。

USB網卡驅動程序可分為NDIS中間介質小埠驅動程序和USB驅動程序兩部分,然後將兩部分驅動程序動態連接。如果USB設備未連接和被禁止,使USB驅動不可用,那麼NDIS驅動會返回一個NOT_AVAILABLE的狀態。這種實現方法可以保證用戶不必重新安裝NDIS或重啟就可以連接或拔掉USB設備。

D. 看懂黑科技,3分鍾讓你讀懂ZigBee無線通訊技術

全球通信產業技術的發展呈現三大趨勢:無線化、寬頻化和IP化。在眾多的寬頻技術中,無線化尤其是移動通信技術成為近年來通信技術市場的最大亮點,是構成未來通信技術的重要組成部分。

Zigbee是基於IEEE802.15.4標準的低功耗個域網協議。根據這個協議規定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱來源於蜜蜂的八字舞,由於蜜蜂(bee)是靠飛翔和「嗡嗡」(zig)地抖動翅膀的「舞蹈」來與同伴傳遞花粉所在方位信息,也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網路。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、高數據速率。主要適合用於自動控制和遠程式控制制領域,可以嵌入各種設備。簡而言之,ZigBee就是一種便宜的,低功耗的近距離無線組網通訊技術。

ZigBee的技術原理

ZigBee是一個由可多到65000個無線數傳模塊組成的一個無線數傳網路平台,十分類似現有的移動通信的CDMA網或GSM網,每一個ZigBee網路數傳模塊類似移動網路的一個基站,在整個網路范圍內,它們之間可以進行相互通信;每個網路節點間的距離可以從標準的75米,到擴展後的幾百米,甚至幾公里;另外整個ZigBee網路還可以與現有的其它的各種網路連接。例如,你可以通過互聯網在北京監控雲南某地的一個ZigBee控制網路。

ZigBee網路主要是為自動化控制數據傳輸而建立,而移動通信網主要是為語音通信而建立;每個移動基站價值一般都在百萬元人民幣以上,而每個ZigBee"基站"卻不到1000元人民幣;每個ZigBee 網路節點不僅本身可以與監控對對象,例如感測器連接直接進行數據採集和監控,它還可以自動中轉別的網路節點傳過來的數據資料;除此之外,每一個ZigBee網路節點(FFD)還可在自己信號覆蓋的范圍內,和多個不承擔網路信息中轉任務的孤立的子節點(RFD)無線連接。

每個ZigBee網路節點(FFD和RFD)可以可支持多到31個的感測器和受控設備,每一個感測器和受控設備終可以有8種不同的介面方式。可以採集和傳輸數字量和模擬量。

ZigBee技術的特點

ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用於距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據傳輸的應用。

自從馬可尼發明無線電以來,無線通信技術一直向著不斷提高數據速率和傳輸距離的方向發展。例如:廣域網范圍內的第三代移動通信網路(3G)目的在於提供多媒體無線服務,區域網范圍內的標准從IEEE802.11的1Mbit/s到IEEE802.11g的54Mbit/s的數據速率。而ZigBee技術則致力於提供一種廉價的固定、便攜或者移動設備使用的極低復雜度、成本和功耗的低速率無線通信技術。

這種無線通信技術具有如下特點:

1、功耗低

工作模式情況下,ZigBee技術傳輸速率低,傳輸數據量很小,因此信號的收發時間很短,其次在非工作模式時,ZigBee節點處於休眠模式。設備搜索時延一般為30ms,休眠激活時延為15ms,活動設備信道接入時延為15ms。由於工作時間較短、收發信息功耗較低且採用了休眠模式,使得ZigBee節點非常省電,ZigBee節點的電池工作時間可以長達6個月到2年左右。同時,由於電池時間取決於很多因素,例如:電池種類、容量和應用場合,ZigBee技術在協議上對電池使用也作了優化。對於典型應用,鹼性電池可以使用數年,對於某些工作時間和總時間(工作時間+休眠時間)之比小於1%的情況,電池的壽命甚至可以超過10年。

2、數據傳輸可靠

ZigBee的媒體接入控制層(MAC層)採用talk-when-ready的碰撞避免機制。在這種完全確認的數據傳輸機制下,當有數據傳送需求時則立刻傳送,發送的每個數據包都必須等待接收方的確認信息,並進行確認信息回復,若沒有得到確認信息的回復就表示發生了碰撞,將再傳一次,採用這種方法可以提高系統信息傳輸的可靠性。同時為需要固定帶寬的通信業務預留了專用時隙,避免了發送數據時的競爭和沖突。同時ZigBee針對時延敏感的應用做了優化,通信時延和休眠狀態激活的時延都非常短。

3、網路容量大

ZigBee低速率、低功耗和短距離傳輸的特點使它非常適宜支持簡單器件。ZigBee定義了兩種器件:全功能器件(FFD)和簡化功能器件(RFD)。對全功能器件,要求它支持所有的49個基本參數。而對簡化功能器件,在最小配置時只要求它支持38個基本參數。一個全功能器件可以與簡化功能器件和其他全功能器件通話,可以按3種方式工作,分別為:個域網協調器、協調器或器件。而簡化功能器件只能與全功能器件通話,僅用於非常簡單的應用。一個ZigBee的網路最多包括有255個ZigBee網路節點,其中一個是主控(Master)設備,其餘則是從屬(Slave)設備。若是通過網路協調器(Network Coordinator),整個網路最多可以支持超過64000個ZigBee網路節點,再加上各個Network Coordinator可互相連接,整個ZigBee網路節點的數目將十分可觀。

4、兼容性

ZigBee技術與現有的控制網路標准無縫集成。通過網路協調器(Coordinator)自動建立網路,採用載波偵聽/沖突檢測(CSMA-CA)方式進行信道接入。為了可靠傳遞,還提供全握手協議。

5、安全性

Zigbee提供了數據完整性檢查和鑒權功能,在數據傳輸中提供了三級安全性。第一級實際是無安全方式,對於某種應用,如果安全並不重要或者上層已經提供足夠的安全保護,器件就可以選擇這種方式來轉移數據。對於第二級安全級別,器件可以使用接入控制清單(ACL)來防止非法器件獲取數據,在這一級不採取加密措施。第三級安全級別在數據轉移中採用屬於高級加密標准(AES)的對稱密碼。AES可以用來保護數據凈荷和防止攻擊者冒充合法器件,各個應用可以靈活確定其安全屬性。

6、實現成本低

模塊的初始成本估計在6美元左右,很快就能降到1.5-2.5美元,且Zigbee協議免專利費用。目前低速低功率的UWB晶元組的價格至少為20美元。而ZigBee的價格目標僅為幾美分。低成本對於ZigBee也是一個關鍵的因素。

7、時延短

通信時延和從休眠狀態激活的時延都非常短,典型的搜索設備時延30ms,休眠激活的時延是15ms, 活動設備信道接入的時延為15ms。因此ZigBee技術適用於對時延要求苛刻的無線控制(如工業控制場合等)應用。

ZigBee與WiFi的區別

相同點:

1、二者都是短距離的無線通信技術;

2、都是使用2.4GHz頻段

3、都是採用DSSS技術;

不同點:

1、傳輸速度不同。 ZigBee的傳輸速度不高(<250Kbps),但是功耗很低,使用電池供電一般能用3個月以上; WiFi,就是常說的無線區域網,速率大(11Mbps),功耗也大,一般外接電源;

2、應用場合不同。 ZigBee用於低速率、低功耗場合,比如無線感測器網路,適用於工業控制、環境監測、智能家居控制等領域。 WiFi,一般是用於覆蓋一定范圍(如1棟樓)的無線網路技術(覆蓋范圍100米左右)。表現形式就是我們常用的無線路由器。在一棟樓內布設1個無線路由器,樓內的筆記本電腦(帶無線網卡),基本都可以無線上網了。

3、市場現狀不同。ZigBee作為一種新興技術,自04年發布第一個版本的標准以來,正處在高速發展和推廣當中;目前因為成本、可靠性方面的原因,還沒有大規模推廣; WiFi,技術成熟很多,應用也很多了。 總體上說,二者的區別較大,市場定位不同,相互之間的競爭不是很大。只不過二者在技術上有共同點,二者的相互干擾還是比較大的,尤其是WiFi對於ZigBee的干擾。

二者硬體內存需求對比:ZigBee:32~64KB+;WiFi:1MB+;ZigBee硬體需求低。

二者電池供電上電可持續時間對比:ZigBee:100~1000天;WiFi:1~5天;ZigBee功耗低。 傳輸距離對比(一般用法,無大功率天線發射裝置):ZigBee:1~1000M;WiFi:1~100M;ZigBee傳輸距離長。 ZigBee劣勢: 網路帶寬對比:ZigBee:20~250KB/s;WiFi:11000KB/s;ZigBee帶寬低,傳輸慢。

ZigBee的技術應用

作為一種低速率的短距離無線通信技術,ZigBee有其自身的特點,因此有為它量身定做的應用,盡管在某些應用方面可能和其他技術重疊。ZigBee可能的一些應用,包括智能家庭、工業控制、自動抄表、醫療監護、感測器網路應用和電信應用。

1、智能家居

家裡可能都有很多電器和電子設備,如電燈、電視機、冰箱、洗衣機、電腦、空調等等,可能還有煙霧感應、報警器和攝像頭等設備,以前我們最多可能就做到點對點的控制,但如果使用了ZigBee技術,可以把這些電子電器設備都聯系起來,組成一個網路,甚至可以通過網關連接到Internet,這樣用戶就可以方便的在任何地方監控自己家裡的情況,並且省卻了在家裡布線的煩惱。

2、工業控制

工廠環境當中有大量的感測器和控制器,可以利用ZigBee技術把它們連接成一個網路進行監控,加強作業管理,降低成本。

3、感測器網路應用

感測器網路也是最近的一個研究熱點,像貨物跟蹤、建築物監測、環境保護等方面都有很好的應用前景。感測器網路要求節點低成本、低功耗,並且能夠自動組網、易於維護、可靠性高。ZigBee在組網和低功耗方面的優勢使得它成為感測器網路應用的一個很好的技術選擇。

目前Zigbee技術還存在的問題

盡管 Zigbee技術在2004年,就被列為當今世界發展最快,最具市場前景的十大新技術之一;關於Zigbee技術的優點,大家也進行了許多討論,到目前為止,國內外許多廠商也都開發生產了各種各樣的 Zigbee產品,並在應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。就其原因,除了作為一種新技術,它本身需要有一個技術改進和成熟,以及市場培育的過程外,我們在長期應用Zigbee技術來解決實際問題的實踐中,還發現如下幾個十分重要,而在短期內我們認為十分難以解決的問題:

1、Zigbee的核心技術之一,是動態組網和動態路由,即Zigbee網路考慮了網路中的節點增減變化,網路中的每個節點相隔一定時間,需要通過無線信號交流的方式重新組網,並在每一次將信息從一個節點發送到另一個節點時,需要掃描各種可能的路徑,從最短的路經嘗試起,這就涉及到無線網路的管理問題。而這些,都需要佔用大量的帶寬資源,並增加數據傳輸的時延。特別是隨著網路節點數目的增加和中轉次數增多。因而,盡管Zigbee的射頻傳輸速率是250kbps, 但經過多次中轉後的實際可用速率將大大降低,同時數據傳輸時延也將大大增加,無線網路管理也就變得越麻煩。這也就是目前Zigbee網路在數據傳輸時的主要問題。

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,後面一個英文單詞「bee」就是蜜蜂的意思,我們的理解,Zigbee網路技術,就是模仿蜜蜂信息傳遞的方式,通過網路節點之間信息的相互互傳,來將一個信息從一個節點傳輸到遠處的另外一個節點。如果按一般標准Zigbee節點,在開闊空間每次數據中轉平均增加50米直線傳輸距離計算,傳輸500米直線距離需要中轉十次;在室內,由於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的,由於建築物的遮擋,要傳輸一定的距離,往往需要使用較多的網路節點來進行數據中轉,如上述第一條中的分析,這對一個Zigbee網路來講,並不是一件簡單的事情。當然,我們也可使用放大器來增加Zigbee網路節點的傳輸距離,然而,這必然要大大增加網路節點的功耗和成本,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網路通信結構個更加合理。

3、Zigbee的核心技術之一,是每一個網路節點,除了自身作為信息採集點和執行來自中心的命令外,它還承擔著隨時來自網路的數據中轉任務,這樣,網路節點的收發機必須隨時處於收發接收狀態,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路節點,其耗電量一般在150mA左右。這顯然很難使用電池驅動來保證網路節點的正常工作;

4、由於Zigbee中的每一個節點,都參與自動組網和動態路由的工作,因而每個網路節點的單片機也就相對復雜一些,成本自然也就高一些。另外,在Zigbee網路的基礎上進行一些針對具體應用的開發工作的量也就大一些。

綜上所述 ,我們認為,Zigbee網路,實際上在許多情況下,是犧牲了網路傳輸效率,帶寬以及節點模塊的功耗,來換取在許多實際應用中,並不重要的動態組網和動態路由的功能,因為,在一般情況下,我們的網路節點和數據傳輸途徑往往都是固定不變的。因此,當前Zigbee技術尚未解決的節點耗電問題,網路數據傳輸的效率較低時延較長的問題,以及數據傳輸距離有限的問題,是當前Zigbee 技術難於得到很好推廣的根本原因。

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