在过去的几年里，它已经成为重要的无线通信协议之一，并在物联网领域，尤其是智能家居领域得到了广泛的应用。

今天我们就来详细介绍一下！

一、起源历史

1. 为什么推出？

在使用蓝牙技术的过程中，人们发现它虽然有很多优点，但对于工业和家庭自动化控制以及工业遥测等领域来说过于复杂、功耗高、距离短、网络规模太小。遥控。 。

而且，对于工业现场来说，要求无线数据传输的可靠性高，能够抵抗工业现场的各种电磁干扰。 蓝牙技术并不能解决这个问题。

因此，该协议于2003年正式启动。

2.为什么叫它？

由于蜜蜂依靠飞行和锯齿形翅膀的“舞蹈”来向同伴传达花粉的位置和距离，群体内的通讯网络就这样形成了。 因此，发明者根据蜜蜂的这种行为来命名。

3.它基于什么协议？

Mac层和PHY层基于.15.4协议。

该协议规定的技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。 主要适用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入到各种设备中，并支持地理定位功能。

4、有什么特点？

其特点主要有以下几个方面：

（1）低功耗：低功耗待机模式下，两节AA干电池可支持一个节点工作6-24个月，甚至更长时间。 这是突出的优势。 相比之下，蓝牙可以工作数周，WiFi 可以工作数小时；

（2）成本低：通过大大简化协议，成本非常低（不到蓝牙的1/10）。 此外，还降低了对通信控制器的要求。 根据预测分析，基于8051 8位单片机，一个全功能主节点需要32KB代码，子功能节点仅需4KB代码，且协议专利免费；

(3)低速率：工作在高通信速率下，满足低速率数据传输的应用需求；

(4)距离短：传输范围一般在10～100m之间。 提高射频发射功率后，还可以提高到1-3km。 这是指相邻节点之间的距离。 如果节点之间的路由和通信进行中继，传输距离会更远；

(5)延迟短：响应速度比较快。 一般情况下，从睡眠状态切换到工作状态仅需15ms，节点连接网络仅需30ms，进一步节省电量。 相比之下，蓝牙需要3-10秒，WiFi需要3秒；

（6）容量大：可采用星型、片状、网状网络结构，1个主节点管理多个子节点，1个主节点最多可管理254个子节点； 同时，主节点也可以接受上层网络节点的管理。 可组成多达65000个节点的大型网络；

（7）高安全性：提供三级安全模式，包括无安全设置、使用访问控制列表（ACL）防止非法获取数据、使用采用高级加密标准（ ）的对称密码) 灵活确定其安全属性；

（8）免费频段：使用工业科学医疗（ISM）频段，（美国）、（欧洲）、2.4GHz（全球），无需支付频段使用费。

总而言之，优点很多。

5、网络有什么特点？

在技​​术上，采用网状网络拓扑来支持自动路由、动态组网和直接序列扩频。 这些特点使其能够满足工业自动化控制现场的需求（低数据量、低成本、低功耗、高可靠性）。

2. 通讯技术

1.为什么说是使用免费频段？

在世界上大多数国家，使用无线电设备（包括移动电话通信）均需缴纳频率使用费。 只是移动运营商或服务提供商已经向国家缴纳了这笔费用，并通过各种方式向用户收取了这笔费用。

自由频段是指各国根据本国实际情况并考虑尽可能与世界其他国家保持一致而划分的频段。 专门用于工业、医疗和科学研究（ISM频段）。 需要申请但可以免费使用。

我国的2.4G频段就是这样一个频段。

但为了保证大家能够合理使用，国家针对不同环境下该频段的无线收发设备的功率设置了相应的限制。 例如，在城市环境中网络推广公司，发射功率不能超过100mW。

2. 只适合短距离通信吗？

局域网不仅可以通过提高各节点模块的发射功率和接收灵敏度以及增加节点数量来扩展网络，还可以通过传统的互联网来监控远程控制网络。

不过，需要注意的是：

(1)随着发射功率的增大，功耗自然也会增大，就失去了低功耗的优势；

(2) 2.4Ghz虽然是免费频段，但不能超过电波法中的最大功率限制。

因此，通常用于短距离通信场景。

3. 使用直接序列扩频通信有什么好处？

在同一频段，采用不同的通信方式，结果可能会有很大差异。 例如ASK、FSK、FHSS、DSSS等具有不同的抗干扰能力、通信安全保密、可靠性等。

该系统与CDMA系统一样，采用直接序列扩频技术（DSSS），这是一种抗干扰能力强、保密性和可靠性高的通信方式。

正常通信时扩频技术所需的信噪比可以很低。 也就是说，在强干扰的环境下仍然可以正常工作。 根据计算和实验，这相当于接收灵敏度提高了7dBm。 也不容易打扰别人。

也就是说，它可以用更低的功率传输更远的距离（当发射功率为0dBm时，蓝牙的范围通常为10米。在室内，通常可以达到30-50米的范围。在室内甚至可以达到400米。户外开放区域）。

4. 为什么抗干扰性能比Wi-Fi和蓝牙技术更高？

抗干扰特性主要是抗同频干扰，即来自共享同一频段的其他技术的干扰。

主要特点如下：

1.畅通通道评估（Clear，CCA）：

判断通道是否空闲。 IEEE 802.15.4物理层在避免冲突机制中提供了CCA的能力，即如果信道被其他设备占用，则无论使用该信道的通信协议如何，都允许传输退出。

2.动态频道选择：

个人局域网（PAN）中的协调器（网络的中心节点，负责网络的组织和维护）。 首先扫描所有信道，然后确认并添加合适的PAN（无需创建新的PAN），以减少同一频段的PAN数量，减少潜在的干扰。 如果干扰源出现在重叠的信道上，协调器的上层软件必须应用信道算法来选择新的信道。

3. 通道算法：

当网络初始化或响应中断时，设备会首先扫描信道表参数中列出的一系列信道进行动态信道选择，并根据上述空闲信道设置信道表参数，以增强各信道的共存性能。网络。

在严重干扰期间，信道不会改变，而是依靠其低占空比、无冲突算法（每个设备在发送数据之前侦听信道）来减少由于传输冲突而导致的数据丢失。

4、直接序列扩频技术（DSSS）和快速变频FA：

直接序列扩频技术具有一定的抗干扰效果（如下图所示），在其他条件相同的情况下，传输距离比跳频技术更长。 所谓快速变频，就是改变频率，以避免已知干扰源或信号源的影响。

从上图可以看出，在信噪比为4dB时，TXT的误码率可以达到10-9。 为了达到相同的误码率，Wi-Fi必须达到10dB，蓝牙必须达到16dB。 TXT的抗干扰性能明显高于Wi-Fi和蓝牙技术。

5.响应重传和帧缓冲：

MAC层和应用层（APS部分）具有自动请求重传ARQ和帧缓冲功能。 当向设备发送数据帧时，如果接收设备正忙或休眠而无法接收该帧，则网络的主协调设备会暂时缓存该帧，直到接收端接收到该帧。

虽然调制方法非常简单，但在2.4GHz ISM频段表现出良好的抗干扰性能，非常适合低功耗和低数据传输应用。

3、网络技术

1、无线数据传输网络有哪些类型？

它是由多个无线数据传输模块（最多65000个）组成的无线数据传输网络平台，与现有的移动通信网络非常相似。 每个网络数据传输模块类似于移动网络的基站。 他们可以在整个网络中相互通信； 每个网络节点之间的距离可以从标准的75米到扩展的几百米甚至几公里。

与移动通信网络不同，移动通信网络的每个基站的价值一般都非常昂贵，而每个“基站”的价值却非常便宜。

每个网络节点不仅可以本身是一个监控对象，例如与其连接的传感器可以直接采集和监控数据，还可以自动传输来自其他网络节点的数据。

此外，每个网络节点（FFD）还可以无线连接到自身信号覆盖范围内的多个不承担网络信息传递任务的隔离子节点（RFD）。

2. 使用的自组织网络是什么？

一个简单的例子就可以说明这个问题。 当一队伞兵空降时，每人持有一个网络模块终端。 落地后，只要在网络模块的通讯范围内，就会自动通过对方找到对方。 可以快速形成互联网络。 该模块还可以通过重新搜索通信对象、确定彼此之间的联系来刷新原有网络。 这是一个自组织网络。

3. 为什么技术使用自组织网络进行通信？

网状网络通信实际上是多通道通信。 在实际的工业现场，由于各种原因，往往不能保证每个无线通道都能始终畅通。 就像城市街道一样，可能会因为车祸、道路维修等原因，导致某条道路的交通暂时中断。

这个时候，由于我们有多个通道，车辆（相当于我们的控制数据）仍然可以通过其他道路到达目的地。 这对于工业现场控制非常重要。

4、自组织网络为什么采用动态路由？

所谓动态路由，是指数据在网络中传输的路径不是预先设定的，而是在传输数据之前，搜索当时网络中所有可用的路径，分析它们的位置关系和距离，然后选择其中之一路径。 执行数据传输。

在我们的网管软件中，路径选择采用“梯度法”网站推广公司，即首先选择距离路径最近的通道进行传输。 如果传输失败，则使用另一条稍远的路径进行传输，以此类推。 直到数据到达目的地。

在实际的工业现场中，预定的传输路径可能随时发生变化，或者路径可能因各种原因而中断，或者可能过于繁忙而无法及时传输。 动态路由结合网状网络拓扑可以很好地解决这个问题，从而保证数据的可靠传输。

四、市场应用

1、技术的应用领域有哪些？

该技术的目标是针对工业、家庭自动化、遥测和远程控制，如照明自动化控制、传感器无线数据采集和监控、油田、电力、采矿和物流管理等应用领域。

2. 可以在哪些领域拓展应用？

应用范围非常广泛，可针对工业自动化、家庭自动化、遥测远程控制、汽车自动化、农业自动化和医疗、油田、电力、采矿和物流管理等应用领域。

实际应用示例如下：照明控制、环境控制、自动抄表系统、各种窗帘控制、烟雾传感器、医疗监控系统、大型空调系统、机顶盒以及内置家居控制的通用遥控器、供暖控制、家庭安全、工业和楼宇自动化。

此外，它还可以定位城市车辆等局部区域的移动目标。

4、什么条件下可以考虑采用技术进行短距离通信？

一般情况下，满足以下条件之一的短距离通信可以考虑应用：

（一）需要数据采集或者监控的网点较多；

(2)需要传输的数据量不大，但要求设备成本较低；

(3)数据传输可靠性和安全性要求高；

(4)设备要求体积小，不方便放置较大的充电电池或电源模块；

(5)可用电池供电；

（6）地形复杂，监测点较多，需要较大的网络覆盖范围；

（7）覆盖现有移动网络的盲点；

(8) 使用现有移动网络进行低数据量传输的遥测和远程控制系统。

5、我国的技术应用情况如何？

虽然国内很多人已经开始关注这项新技术，也有很多公司开始涉足技术开发，但是考虑到它是一种新的系统集成技术，应用软件的开发必须使用网络传输、无线电频率技术与底层软硬件控制技术相结合，对于早期开发公司来说技术难度较大。 由于种种限制，该技术的大规模商业应用仍需时日。

然而，它已经展现出了非凡的应用价值。 相信随着相关技术的发展和进步，一定会得到更广泛的应用。

5..0技术

1..0的发展背景

协议诞生之初，为了满足不同的应用背景，联盟陆续颁布了不同的应用层协议，以满足不同领域的需求：

家居 (HA) → 智能家居

Light Link(LL) → 智能照明

(BA) → 智能建筑

(RS) → 智能零售

护理(HC) → 智能健康

(TS) → 智能通讯服务

问题是这些应用层协议是独立的并且不能互操作。

由于早期的版本标准化不够好，给了制造商太多的选择。 虽然很多厂家都采用了HA协议，但终端智能家居厂家根据自己的需求定制HA，而不是标准协议，导致了不同厂家的产品。 仍然无法相互连接。

该联盟还受到HA标准化问题的困扰。 为此专门组织了一批机构进行HA认证，比如最新的HA1.2认证。 通过HA1.2认证的产品可以实现互联互通。

但问题仍然没有得到完美解决。 可以说，之前只是解决了智能设备的连接问题，但没有解决智能设备的互联互通问题。

2..0的出现

2016年5月，联盟联合联盟中国集团成员在上海消费电子展（CES Asia）举行新闻发布会及剪彩仪式，正式向亚洲市场推出.0。

联盟推出.0的主要任务是统一不同的应用层协议，解决不同应用层协议之间的互联互通问题。 用户通过购买任何通过.0的网关，就可以控制不同厂家基于.0的智能手机。 设备。

.0统一了使用不同应用层协议的设备的发现、加入和组网方法，使设备组网更加方便和统一。 此外.0还进一步加强了网络安全性。

该联盟还推出了.0认证，以规范各制造商对标准.0协议的使用，以确保基于.0的设备的互操作性。

3..0的未来

.0解决了不同应用层协议的互联问题，进一步规范了协议，向智能家居互联迈出了一大步。

但与其他协议的互联互通仍有工作要做。 这也需要不同的协议（或标准）提供商在底层协议上不断合作和妥协。 这个合作和妥协的过程可能会很困难。

这注定是一项长期使命，任重而道远。

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