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關于Zigbee 3.0,你想知道的都在這里!?

1. 擴頻相比定頻,在環境復雜的情況下會更穩定,這個理解對么?Zigbee有跳頻率計劃么?

擴頻相比非擴頻,在環境復雜的情況下會更穩定,這是正確的。擴頻技術更穩定的原理是信號經過兩次相關運算(correlation),在接收端被恢復。而同頻干擾噪聲僅經過一次相關運算,被“擴頻”成了功率極低的偽噪聲。具體多低取決于擴頻參數。擴頻技術比跳頻技術有更強的抗噪聲能力,其代價也很明顯——更低的通信效率?!皵U頻+跳頻”沒有實際意義,Zigbee也沒有這個計劃。

通常跳頻是為了保證通訊質量而快速地在不同頻道之間切換并在此過程中避開受干擾的頻道。Zigbee應用中實現頻道的遷移理論上是可行的,技術上可以實現。但是通常Zigbee網絡都是工作在異步通信狀態,工作頻道的遷移耗時較長,且對電池設備的使用壽命有很大影響,因此在環境復雜且變化較快的情況下并不推薦使用。

2. Zigbee頻段2.4G信號的穿透性與室內墻體厚度的關系是怎樣的,臨界值是多少?2.4G波長約是12.5cm,那是否可以說明墻體厚度大于12.5cm(有些樓盤有40cm厚)就無法穿透或衰減,如果是,怎么衰減,怎么穿透墻體?有沒有從波峰穿或從波谷穿的差異性?希望能說明一下不同墻體厚度下的網關位置部署問題。

無線信號傳輸距離的理論說明請參考https://pdfserv.maximintegrated.com/en/an/AN5142.pdf。

網關的位置部署要看具體的環境以及周圍物體的材質,理想的位置應該處于網絡覆蓋空間的中心位置,且周圍凈空。另外,除了穿透材質對信號帶來的衰減外,信號的反射,周圍物體是否移動都會對信號的傳輸帶來很大影響。

不同國家和地區對無線信號的最大傳輸功率都有相應的強制法規加以限制,因此在產品設計時不能隨意提高發射功率。比如按國內最新規定(中華人民共和國工業和信息化部公告 2019年第52號 及其附件微功率短距離無線電發射設備目錄和技術要求),工作在2400-2483.5MHz的設備,最大發射功率限值為10mW(e.i.r.p),即10dBm。

為提高Zigbee網絡的傳輸可靠性,除了在法規允許的范圍下提高發射功率,增加接收靈敏度外,更應該通過合理的布置路由設備來充分利用Zigbee mesh網絡的特點以達至信號的合理覆蓋。

附:常見建筑材料對2.4GHz信號的衰減大致如下圖(取自互聯網,僅供參考)

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3. 同一款天線用在不同產品上天線效率、天線增益和通信距離一樣嗎?不同產品外殼,對天線有影響嗎?

盡管天線的尺寸設計完全相同,但如果不同產品所用的PCB材質參數不同,板子的尺寸不同,天線附近的元器件擺放位置不同,參考地平面的設計或者面積不同,那么天線的效率和增益肯定會有差別,也可能會直接影響到通信距離。另外,產品外殼的材質,安裝螺絲的位置等等因素也會對天線的性能有所影響。上面假設問題里的天線指的是PCB天線,但道理同樣適用于其它成品天線。

4. 不同的天線對功耗有影響嗎?

這需要考慮兩方面的因素。首先,如果天線的諧振點偏離2.4G,天線阻抗與標準的50ohm相差太遠,那么可能會直接導致芯片的射頻收發模塊功耗偏高。其次,即便兩個天線的諧振點和阻抗匹配指標都不錯,但是可能由于效率和增益上的差異依然會造成通信效果的不同。如果恰好使用性能較差天線的產品處于臨界距離上,則這個產品可能會由于重傳,重新查找路由等多余操作造成功耗消耗增大。

5. 組網后單跳臨界距離上的設備不穩定,總是重新查找路由更換路徑導致丟包的問題有沒有好的解決方案?

這確實是一個具普遍性的問題,畢竟每一個設備都是有自己的發射/接收性能極限的,必然有自己的單跳臨界距離。問題里描述的現象除了會造成網絡通信問題,也可能會造成ZED功耗偏大。這里提供解決這個問題的一個思路,將設備join/rejoin過程中的LQI標準提高,使得join/rejoin成功的距離小于單跳臨界通信距離,這樣在網絡的搭建和調試過程中就會最大程度的避免使設備工作于單跳臨界距離。

6. 多協議芯片的SubG和藍牙或者Zigbee是不是可以同時發送同時接收?

物理層是分時間片的,但從應用層看是同時發送同時接收的。

7. 目前國內大概有多少個Zigbee 3.0的認證產品,覆蓋多少家品牌?

目前中國成員認證的Zigbee 3.0產品已經達到近200款,覆蓋品牌達30多種,包括立達信、涂鴉、小米、云丁、九洲光電、Aqara、生迪、海曼和天都照明等等,具體可以查詢Zigbee聯盟官網的認證產品清單https://zigbeealliance.org/classic-product-search/

8. Permit Join的打開權限是不是應該受限制?入網設備有沒有權限打開入網允許?Router和EndDevice在steering的時候,會廣播打開PermitJoin命令,協調器是否應該去響應這個命令

開發人員可以配置該屬性,在Z-stackuser guide里面有這段描述:If zgAllowRemoteTCPolicyChange of zglobals.c is set to TRUE (default), other devices in the network may modify the permit joining policy of the Trust Center, which could allow other devices to join the network. If set to FALSE, remote devices will not be able to change the permit joining policy on the coordinator, which will cause the TC to not deliver the network key and kick out any devices attempting to join the network through an intermediate router which may have locally enabled permit join. (如果將zglobals.c的zgAllowRemoteTCPolicyChange設置為TRUE默認值,則網絡中的其他設備可以修改Trust Center的允許加入策略,來允許其他設備加入網絡。如果設置為FALSE,則終端設備將無法更改協調器上的許可加入策略,導致Trust Center無法發送網絡密鑰,并踢出任何試圖通過路由器加入網絡的設備,盡管路由器可能允許該設備加入。)

9. 使用Install Code的設備,入網后獲得了Link Key,Install Code是不是就沒用了?

Install Code用于獲取Link Key,入網后不再使用。但設備離網后再加入其它網絡Install Code是可以重復使用的。

10. 怎樣避免WiFi和Zigbee之間的無線干擾?特別是在Zigbee和WiFi都是動態掃描的情況下。

處理的方式包含硬件和軟件兩個部分,詳細可以參見文檔(https://www.silabs.com/documents/public/application-notes/an1017-coexistence-with-wifi.pdf)

– 硬件設計WiFi和Zigbee的無線信號隔離度大于6dBm

– 減少板載的信號干擾,無線部分的硬件設計需要優化,例如添加屏蔽罩,天線極性相差90度

– 軟件包含添加狀態信號,優先級判斷等協調信號線。

11. 如果10個煙感設備,同時報警上報狀態,網關怎么處理

由于802.15.4的CSMA/CD(載波偵聽多路訪問/沖突檢測)機制,理論上并不會發生多個設備同時發射信號的情況。

12. 一般心跳是主動上傳還是下發呢,多久一次。1分鐘還是10分鐘

每一個設備都必須支持心跳機制,即每間隔一段時間向協調器(Coordinator)發送心跳信息。技術規范并沒有規定相關的值,但ZMGC工作組編寫的互操作白皮書中有推薦值:

– 強電類設備:默認每 3-4分鐘報一次心跳,

– 電池供電設備:默認每 28-32分鐘上報一次心跳。

當然該值根據設備或場景的需要可以調整,協調器(一般為網關設備)具有優先配置權如果協調器配置了心跳,則應按其配置的心跳時間進行上報。

13. 使用飛比中間件開發的網關設備控制距離有多遠?最多可以支持多少設備?

距離跟實際的工作環境有關,不同環境以及不同干擾情況下距離是不一樣的,我們在空曠的場合測試,距離大概在200米左右。目前測試穩定的設備節點數是在150個節點。

14. 使用飛比中間件開發的網關可以本地控制嗎?組網后節點信息保存在哪里?

可以控制,并且在網關斷網的情況下,也可以實現設備的聯動,比方說回家以后,通過觸發場景開關實現和其他Zigbee設備的聯動。組網后節點信息在Zigbee協調器和網關主平臺都有保存。

15. 電池放電曲線對低功耗設備的影響嗎?

16. Zigbee如何快速組建大規模網絡?

建議采用的方法有:

– 優化網絡的拓撲結構,增加路由節點,增大信號覆蓋面積

– 可以通過加長入網時間,多次廣播的方式增加入網的成功率

– 網關端本地可以預設白名單,讓設備入網速度加快

17. 請問Zigbee和NB-IOT相比優勢在哪?

兩種技術在各自的應用場景下各有優勢,Zigbee偏向近距離本地網絡,就此來說:

– Zigbee是網狀網絡,網絡的穩定性可以通過多路徑的方式加強,網狀網絡也減少了每個節點的能耗(不需要更大的發射功率),更加擅長低功耗的應用。

– Zigbee是本地網絡,所以不需要云端的支持也可以本地運作。

– Zigbee有標準的應用層,增加了來自不同廠家的設備互通互操作的能力。

18. 所有安防設備都要支持CIE address嗎?

并非所有具備安防功能的設備都需要支持IAS Zone cluster。不支持IAS Zone的設備不必配置CIE address。

轉載至(www.sohu.com/a/402127653_99894518?trans=000019_wzwza)

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