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无线传感器网络技术被广泛的应用
来源: | 作者:富哥 | 发布时间: 762天前 | 226 次浏览 | 分享到:

传感器网络的发展趋势:传感器网络未来的发展趋势。

无线传感器网络技术被广泛广泛的应用。无线传感器和传感器网络是一项具有广阔市场前景的新技术,将对人类生活和生产的各个领域产生深远的影响。美国《技术评论》杂志在讨论未来十大新兴技术时,将无线传感器网络列为未来第一个新兴技术。无线传感器网络也包括在《商业周刊》预测的未来四项新技术中。

无线传感器网络技术应用广泛,百花齐放。

无线传感器网络具有广阔的应用前景。它在工业、农业、军事、环境、医疗、数字家庭、绿色节能、智能交通等传统和新兴领域具有巨大的应用价值。无线传感器网络将无处不在,并将完全融入我们的生活。图1显示了无线传感器的应用。

在使用频段方面,Z-Wave与Zigbee没有太大区别,Z-Wave虽然不像Zigbee那样可以在2.4GHz频段中使用,但也可以在868.42MHz和908.42MHz频段中使用,但也可以在868.42MHz和908中使用。

至于无线发送的调制,Z-Wave仍然使用原来的GFSK(GaussianfrencyshiftKeying)模式。相对而言,ZigBee在868mhz和915mhz频段是用BPSK(Binaryphase-ShiftKetKeying)调制的,而在2.5ghz频段是用正交式QPSK(Quadrature-ShiftKeying)调制的。

欧美地区的差异。

如果我们进一步了解,可以发现Z-wave技术和今天新推出的其他无线技术一样,经常会遇到不同地区电信法规的不同限制,不得不做出各种回应和妥协。

例如,Z-Wave在欧洲使用的868MHz频段在法律法规中有一个限制,即无线信号发送的时间和无线信号发送的时间之比为1:99。如果放大时间刻度来解释,即无线信号发送1秒后,必须停止并闲置99秒,然后才能进行第二次发送,发送时间只能持续1秒,然后等待长达99秒。显然,这项法律法规的限制也使得Z-Wave难以提高其传输率。

当然,在长达99秒的等待过程中,Z-wave节点(或装置)可以进入休眠的节电状态,从而降低功耗,节约用电。在这方面,Z-wave已经达到了0.1%的占空比,这也是从时间尺度放大的角度来看的。如果以100秒为周期单位,Z-wave只能工作0.1秒,剩下的9.9秒都在休眠。

尽管Z-Wave在欧洲的868MHz频段中占空比有限制,但在美国的908MHz频段中却没有这样的限制,因此Z-Wave在未来的908MHz频段中可以有更高的速度提升空间。

然而,美国的908MHz频段还有另一个缺点,那就是限制发送功率,其发送功率不应高于1毫瓦,而欧洲在这方面的规范相对宽松。只要在25mw内合法使用,发送功率限制的结果也会限制Z-Wave的发送距离和无线覆盖率。至于ZigBee,目前最大发送功率也在1mw(0dbm)以内。

两者之间的技术差异。

说到发送距离,我们还必须比较Z-Wave和ZigBee之间的发射差异。Z-Wave的发送距离为100英尺(约30米),要达到这样的距离,在无线电波的传输路径上必须没有障碍物。但是,这并不意味着Z-Wave无法进行穿透性传输。Z-Wave的无线发送仍然可以通过墙壁进行接收和接收,但穿越障碍物的成本是减少传输距离。目前,Z-Wave阵营尚未公布穿透性传输性能的相关信息,仅以不同的穿透性材料和不同的距离损失来说明。

同样,ZigBee也没有完整具体的传输距离信息,只有32英尺~246英尺(10英尺~75英尺)的概述,同样表示必须根据实际发送的环境来确定。

除了传输速度、传输距离不同之外,Z-Wave和ZigBee在节点数、拓简型态、安全加密等方面也有所不同。

首先是节点的数量。Z-wave在这方面没有改变。它仍然是每个网络中最多的232个节点。如果你想联系更多的节点,你必须使用跨网桥接技术。

至于ZigBee,ZigBee的节点搜索达到16-bit,理论上可以达到65,536个节点,这比Z-wave要好得多。此外,ZigBee还可以选择更大类别的64-bit搜索,所以节点数是无限的。此外,IETF已经拟定了将ZigBee与IPv6集成的6lowPAN(全称为:IPv6overLowpowerWan),ZigBee节点可以广泛的Internet组合,这是Z-Wave无法比拟的。

此外,在连接拓简方面,Z-Wave只有一种拓简模式,即网状(Mesh),而ZigBee除了网状拓简之外,还支持星形(Star)、cluster)等拓简。值得注意的是,除了自身所需的信号外,每个节点也会代表中继来传递其他节点的信号。无论是自身需求的接收还是传输其他节点的信号,节点都会脱离休眠状态进入运行状态,而经常发挥中继作用的节点会比其他节点更忙,耗电量也会更大。因此,在实际布置和施工的设计和规划中,

在安全加密方面,ZigBee采用128-bit的AES对称加密,而Z-Wave则是一种没有任何加密的设计。其实不难想象,如果Z-Wave最初只有9.6kbps的传输带宽,如果再进行加密传输,实质性数据的传输量会更少,所以在9.6kbps中加密是不可能的。

两者在应用领域的差异。

平心而论,Z-Wave在成立之初就以家庭自动化应用为目标,而ZigBee则以追求更广泛的应用为目标。两者在最初的指导思想中有不同的考虑,自然规范上也有很多差距。这不能根据规范数据的性能来判断。

特别是在Cisco、Intel、Microsoft等大型通信公司的支持下,Z-Wave已经从一个简单的家庭自动化应用扩展到数字家庭领域,甚至家庭自动化与数字家庭的融合。此外,Z-Wave的技术还在不断提升,从9.6kbps增加到40kbps可以说是这个阵营的一大鼓舞。

此外,ZigBee最初被期望用于PC外围或消费电子游戏玩具,但目前,无论是PC中使用的无线鼠标和无线键盘,还是NintendoWii的无线游戏控制器,以及SonyPlayStion3的无线游戏控制器,它们都使用蓝牙而不是ZigBeee。此外,蓝牙芯片已经批量生产多年,零部件的数量和价格已经达到高度成熟。

从这个角度来看,现在最需要担心的不是规格性能较弱的Z-Wave,而是追求应用领域最大化的ZigBee,很可能会陷入“一切通过,一切松散”的结果。Z-Wave占据家庭(家庭自动化、数字化家庭;bluetooth拥有信息(无线键盘/鼠标)、通信(无线耳机/麦克风)、消费电子(电玩控制器),或许最适合ZigBee的会落在工业控制、医疗等领域。