【技术】15.4 Mesh网络（Zigbee和Thread协议）设计与应用探讨

时间： 2020-07-24 来源：Silicon Labs

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网络特性、规模大小、性能和成本的平衡，以及能否同时在一个设备上支持双协议——这些是开发人员在选用无线标准解决方案时要考虑的因素。在本文中，SILICON LABS的无线技术工程专家为开发人员详细介绍如何开始使用15.4 Mesh网络（Zigbee和Thread协议），以及选用适当的工具和平台时需要了解的内容。

Zigbee技术的基础

Zigbee技术构建在一个完整的堆栈中，共有四层，具体如下说明：

第一层(无线电|IEEE 802.15.4)—建立在全球可用的无线电标准之上，运行在2.4 GHz ISM波段，具有用于监控的低数据速率协议。

第二层(连通性|网络协议栈)—Zigbee联盟创建和维护的ZigbeePRO网络栈。该网络栈允许智能网状网络路由，使其具有极强的可伸缩性、可靠性和强健性，特别是对于低功率设备。

第三层(互操作性|应用层)—维护良好的资源库，也被称为ZigbeeClusterLibrary，这一层是最普遍的语言，允许所有的设备在Zigbee PRO网域沟通和理解对方，例如一个设备的定义、特点和描述。

第四层(一致性|认证和标识)—通过平台认证和产品认证确保一致性和互操作性。前者可通过Silicon Labs的硬件和堆栈软件来作为一个认证平台，开发者的设备可以建立在上面。后者可由客户和设备制造商通过使用Silicon Labs的堆栈和硬件测试他们的设备类型——这包括加入Zigbee联盟，在他们的产品上使用Zigbee的名称和标识。

Zigbee软件的特性

开发者使用Zigbee技术有很多原因。首先，Zigbee软件拥有完整的解决方案，拥有完全集成的栈架构和经过充分认证的Zigbee 3.0平台，包括Zigbee 3.0设备、Green Power设备支持、智能能源应用支持。其次，它高度灵活、易于使用，与AppBuilder无缝集成，处理所有常见用例，如调试、Zigbee的安全特性、OTA升级和bootloaders。第三，Zigbee软件是领域升级，其中开发者可以在一个串行接口做无线固件更新和NCP固件更新。

Silicon Labs的Zigbee 3.0(EmberZBet) SDK路线图，其中包括为开发人员希望连接到Hub的Zigbee设备构建一个认证计划。这一倡议被称为Works With All Hubs。另一个类似的项目是Friends of Hue，这是专门针对飞利浦Hue设备和生态系统的合作与支持计画。2021年第二季度左右，Zigbee PRO网络的升级版本－Zigbee R23版，将增加新的安全特性、调试特性和路由改进。

Thread和OpenThread SDK

Thread是另一个Silicon Labs支持的基于15.4网络的技术。它是一项与Zigbee类似的技术，但Thread的关键区别在于它是基于IPv6的架构，也没有定义应用层，因为它只是一个网络协议，为任何类型的应用层提供通信层。这种结构可想成如Wi-Fi网络是Wi-Fi骨干网络，但是在Wi-Fi网络上运行的所有TCP、UDP和应用程序层都由用户决定。与Zigbee一样，Thread旨在实现控制和自动化，并围绕物联网的前提构建，专门用于智能家居和商用建筑应用。

OpenThread是Thread网络协议的开源版本，目前它的规范版本为1.1。Silicon Labs目前提供OpenThread 1.1版本。EFR32MG12、EFR32MG13和EFR32MG21三种设备的认证。

管理Wi-Fi共存和公共平台

当通过Silicon Labs的平台使用15.4 Mesh协议时，Wi-Fi共存是许多附加的价值之一，特别是在网关类型的设备中。这些网关设备通常拥有企业级、多输入多输出的Wi-Fi，在相邻的2.4GHz的频段运行——这使得它们容易出现误译和其他错误。为了解决这个问题，芯科科技开发了基于802.15.2标准的1-4线管理Wi-Fi共存接口来管理分组流量。

Silicon Labs还提供了一种称为网络分析仪的工具，它结合Silicon Labs的硬件封包追踪接口，在不影响无线电性能的情况下，提供了整个网络正在发生的事情的整体视图。

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本文由一拳一只死蚊子转载自Silicon Labs，原文标题为:无线技术对谈系列博文－15.4 网状网络设计与应用探讨，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

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目录- 8-bit Microcontrollers 32-bit Microcontrollers High-performance analog products wireless ICs, SoCs and modules Sensors Interface chip Timing products Isolation products Audio products Video products Voice products Data products Development Tools

型号- C8051T604-GS,SI8420AD-A-IS,WF111,SI7007-A20-IM1,SI8035AA-B-IU,C8051T604-GM,C8051F813-GU,SI8642ET-IS,C8051F541-AM,SL16020DC,C8051F813-GM,C8051F587-AM,C8051F044,SI2434,SI4613,C8051F043,SI4614,C8051F046,C8051F045,C8051F587-AQ,SI2435,C8051F047,C8051F541-AQ,TS3001,TS3002,SI2439,TS3003,SI8712CC-B-IP,TS3004,C8051F060,C8051F531-C-IM,TS3006,C8051F062,SI8710AD-B-IS,C8051F061,SI8712CC-B-IS,C8051F064,C8051F063,EFM32LG230FX - QFN64,EZR32WG230F64R69G,EFM32WG880FX - QFP100,EFM32WG980FX - QFP100,SI8233BB-C-IS1,C8051F531-C-IT,SI51210,SI8635BD-B-IS,C8051F975-A-GM,SI8230BB-B-IS1,SI8232BB-B-IS,C8051F394-A-GM,SI4624,C8051T616-GM,SI4622,SI8635BT-IS,C8051F573-IM,SI4629,C8051F530-C-AM,SI8920BD-IS,C8051F530-C-AT,C8051F801-GM,C8051F711-GQ,C8051F585-IM,SI21802,C8051F585-IQ,EFM32LG390FX - BGA112,SI8605AC-B-IS1,C8051F370-A-GM,EFM8BB10F2G-A-QFN20,C8051F066,C8051F065,C8051F067,SI2457,SI3452B-B02-GM,SI88243ED-IS,C8051F801-GU,C8051F506-AQ,SI7005-B-GM1,SI2167-C,SI21682-C,SI7022-A20-IM,SI8642AB-B-IS,SI8650ED-B-IS,SI2167-B,SI8719BC-A-IP,TSM9118,SI8631AB-B-IS,TSM9117,SI8234AB-C-IS,TSM9119,SI8234AB-C-IM,EFM32WG390FX - 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Silicon Labs（芯科科技）磁性传感器选型指南

目录- Magnetic Sensors Si720x Switch and Latch Devices Si7210 I2C Magnetic Sensors Si721x - Linear Output Magnetic Sensors Magnetic Sensors development tools

型号- SI7201-B-80-FV,SI7205-B-00-IVR,SI7210-B-04-IVR,SI7201-B-09-IB,SI7217-B-01-IVR,SI7211-B-00-IVR,SI7211-B-00-IB,SI7201-B-10-IV,SI7214-B-00-IVR,SI7201-B-04-IVR,SI7210-B-05-IVR,SI72XX,SI7201-B-86-IV,SI7213-B-00-IV,SI7201-B-05-IVR,SI7202-B-01-IBR,SI7210-B-03-IV,SI7215-B-00-IV,SI7201-B-06-IV,SI7203-B-00-FVR,SI7201-B-02-FV,SI7210-B-02-IV,SI7202-B-02-IVR,SI7204-B-00-FV,SI7204-B-00-FVR,SI7210-B-02-IVR,SI7202-B-00-FV,SI7211-B-00-IV,SI7217-B-01-IV,SI7201-B-06-IVR,SI7201-B-32-IV,SI7210,SI7201-B-07-IVR,SI7201-B-85-IV,SI7202-B-01-IVR,SI7213-B-00-IVR,SI7210-B-03-IVR,SI7201-B-11-IB,SI7206-B-00-IV,SI7201-B-82-FV,SI7201-B-05-IV,SI7201-B-22-IV,SI7201-B-04-IV,SI7210-B-01-IV,SI72XX-WD-KIT,SI7202-B-00-FVR,SI7202-B-02-IV,SI7201-B-02-FVR,SI7201-B-12-IV,SI7201-B-31-IV,SI7210-B-00-IVR,SI7214-B-00-IV,SI7216-B-00-IV,SI7201-B-01-FV,SI7201-B-84-IV,SI720X,SI7206-B-00-IVR,SI7210-B-05-IV,SI7210-B-01-IVR,SI7212-B-00-IVR,SI7201-B-01-FVR,SI7201-B-81-FV,SI7201-B-08-IV,SI7201-B-40-IV,SI7201-B-21-IV,SI7202-B-04-IBR,SI7201-B-03-IV,SI7215-B-00-IVR,SI7210-B-00-IV,SI7202-B-01-IV,SI7202-B-04-IB,SI7212-B-00-IV,SI7211-B-00-IBR,SI7203-B-00-FV,SI7201-B-00-FVR,SI7201-B-30-IV,SI7201-B-41-IV,SI7216-B-00-IVR,SI7202-B-01-IB,SI7201-B-87-IV,SI7201-B-00-FV,SI7201-B-83-IV,SI7205-B-00-IV,SI721X,SI7210-B-04-IV,SI7201-B-20-IV,SI7201-B-03-IVR,SI7201-B-07-IV

选型指南 - SILICON LABS - 2019/8/16 PDF 英文下载