ZigBeeとは何ですか？ - Guangdong Futina Electrical Co., Ltd.

Zigbeeは、IEEE 802.15.4に基づく仕様であり、ホームオートメーション、医療機器データ収集、その他の低消費電力・低帯域幅のニーズに対応するため、小型で低消費電力のデジタル無線を使用してパーソナルエリアネットワークを構築するための一連の高レベル通信プロトコルです。無線接続を必要とする小規模プロジェクト向けに設計されています。したがって、Zigbeeは低消費電力、低データレート、近距離（パーソナルエリア）の無線アドホックネットワークです。

Zigbee仕様で定義された技術は、Bluetoothなどの他の無線パーソナルエリアネットワーク（WPAN）や、Wi-Fiなどのより一般的な無線ネットワークよりも、シンプルで低コストであることを目的としています。アプリケーションには、ワイヤレス照明スイッチ、ホームエネルギーモニター、交通管理システム、および短距離の低レート無線データ転送を必要とするその他の民生用・産業用機器が含まれます。

特徴：

1. 低消費電力：低消費電力のスタンバイモードでは、2本のAAA乾電池で1つのノードが6〜24ヶ月、またはそれ以上動作可能です。

2. 低コスト：プロトコルを大幅に簡素化（Bluetoothの10分の1未満）することで、通信コントローラへの要求が軽減されます。予測分析によると、8051 8ビットマイクロコントローラで測定した場合、フル機能のマスターノードには32KBのコード、サブ機能ノードにはわずか4KBのコードが必要であり、ZigBeeはプロトコルロイヤルティが無料です。チップあたりの価格は約2ドルです。

3. 低データレート：ZigBeeは20〜250 kbpsの速度で動作し、それぞれ250 kbps（2.4 GHz）、40 kbps（915 MHz）、20 kbps（868 MHz）の生データスループットレートを提供し、低レートデータ伝送のアプリケーションニーズを満たします。

4. 近距離：伝送範囲は一般的に10〜100mで、送信電力を上げると1〜3kmまで伸ばすことも可能です。これは隣接ノード間の距離を指します。ルーティングやノード間通信を介して中継すれば、伝送距離はさらに長くなります。

5. 低遅延：ZigBeeの応答速度はより速く、一般的にスリープから動作状態までわずか15ms、ノード接続からネットワーク参加までわずか30msであり、さらなる省電力化を実現します。比較すると、Bluetoothは3〜10秒、WiFiは3秒必要です。

6. 大容量：ZigBeeはスター型、フレーク型、メッシュ型のネットワーク構造を採用でき、1つのマスターノードが複数の子ノードを管理し、最大で1つのマスターノードが254の子ノードを管理可能です。また、マスターノードは上位のネットワークノードによって管理されることもでき、最大65,000ノードの大規模ネットワークを形成できます。

7. 高いセキュリティ：ZigBeeは3レベルのセキュリティを提供します。セキュリティ設定なし、アクセス制御リスト（ACL）を使用したデータへの不正アクセス防止、およびAdvanced Encryption Standard（AES 128）を使用した対称パスワードによるセキュリティ属性の柔軟な決定を含みます。

8. ライセンス不要の周波数帯域。産業科学医療用（ISM）バンド、915MHz（米国）、868MHz（欧州）、2.4GHz（グローバル）を使用します。

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