一.ZigBee 技术介绍
ZigBee 是最近提出的一种近距离、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,是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制而制定的。
ZigBee是IEEE 802.15.4技术的商业名称,其前身是“Home RF lite”技术。该技术的核心协议由2000 年12月成立的IEEE 802.15.4工作组制定,高层应用、互联互通测试和市场推广由2002年8月组建的ZigBee联盟负责。ZigBee 联盟由英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司等组成,已经吸引了上百家芯片公司、无线设备开发商和制造商的加入。同时IEEE 802.15.4标准也受到了其他标准化组织的注意,例如IEEE 1451工作组正在考虑在IEEE 802.15.4标准的基础上实现传感器网络 (sensor network)。
有别于GSM、GPRS等广域无线通信技术和IEEE802.11a、IEEE802.11b等无线局域网技术,ZigBee的有效通信距离在几米到几十米之间,,属于个人区域网络 (PAN: Personal Area Network)范畴。IEEE 802委员会制定了三种无线PAN技术:适合多媒体应用的高速标准IEEE 802.15.3;基于蓝牙技术,适合话音和中等速率数据通信的IEEE 802.15.1;适合无线控制和自动化应用的较低速率的IEEE 802.15.4,也就是ZigBee技术。得益于较低的通信速率以及成熟的无线芯片技术,ZigBee设备的复杂度、功耗和成本等均较低,适于嵌入到各种电子设备中,服务于无线控制和低速率数据传输等业务。
ZigBee技术的主要特征:
特性 |
取值 |
数据速率 |
869MHz:20kbit/s; 915MHz:40 kbit/s; 2.4GHz:250 kbit/s |
通信范围 |
10~ |
通信延时 |
≥15ms |
信道数 |
869/915MHz:11 2.4GHz:16 |
频段 |
869, 915MHz, 2.4GHz |
寻址方式 |
64bitIEEE地址,8bit网络地址 |
信道接入 |
CSMS-CA和时隙化的CSMS-CA |
温度 |
-40~85oC |
二.ZigBee的CE认证要求
ZigBee属于无线产品,因此进入欧盟地区必须要满足无线与通信电信终端产品指令(R&TTE) 1999/5/EC, 主要包含有三个方面的测试要求:射频性能 (RF),电磁兼容 (EMC),产品安全 (Safety)。其具体要求分别为:
射频测试项目要求(RF):
执行标准: |
ETSI EN 300 328 | |||
全向发射功率e.i.r.p* |
小于100mW | |||
最大功率谱密度 |
小于10mW/MHz | |||
频率范围* |
峰值下30dB的带宽边沿必须处于2400MHz与2483.5MHz之间 | |||
发射机杂散测试 |
宽带 |
工作模式 |
30MHz to1GHz 1GHz to 12,75GHz 1.8GHz to 1.9GHz 5.15GHz to 5.3GHz |
-36dBm -30dBm -47dBm -47dBm |
待机模式 |
30MHz to1GHz 1GHz to 12,75GHz 1.8GHz to 1.9GHz 5.15GHz to 5.3GHz |
-57dBm -47dBm -47dBm -47dBm | ||
窄带 |
工作模式 |
30MHz to1GHz 1GHz to 12,75GHz 1.8GHz to 1.9GHz 5.15GHz to 5.3GHz |
-86dBm/Hz -80dBm/Hz -97dBm/Hz -97dBm/Hz | |
待机模式 |
30MHz to1GHz 1GHz to 12,75GHz 1.8GHz to 1.9GHz 5.15GHz to 5.3GHz |
-107dBm/Hz - 97dBm/Hz - 97dBm/Hz - 97dBm/Hz | ||
发射机杂散测试 |
宽带 |
工作模式 |
30MHz to1GHz 1GHz to 12,75GHz |
-57dBm -47dBm |
窄带 |
待机模式 |
30MHz to1GHz 1GHz to 12,75GHz |
-107dBm/Hz - 97dBm/Hz | |
*该测试需要在正常和极限温度/电压条件下测试。 |
电磁兼容测试要求(EMC):
执行标准: |
EN 301 489-1/17 | |
骚扰测试 | ||
辐射连续骚扰测试 |
按照EN55022 Class B的限值要求 | |
电源线传导连续骚扰测试 |
按照EN55022 Class B的限值要求 | |
电压波动和闪烁 |
按照EN6 | |
通信端口的传导骚扰测试 |
按照EN55022 Class B的限值要求 | |
抗扰度测试 | ||
辐射骚扰抗扰度 |
3V/m 80%AM,80MHz – 1GHz and 1.4GHz -2.7GHz | |
传导骚扰抗扰度 |
3V/m 80%,AM 150kHz – 80MHz | |
静电放电抗扰度 |
接触:±4kV 空气:±8kV Air | |
电快速瞬态脉冲群抗扰度 |
±1.0KV AC 端口 ±0.5kV DC端口 ±0.5kV信号端口s | |
浪涌(冲击)抗扰度 |
共模:±2kV 差模:±1kV | |
用于车载环境的瞬态脉冲测试 |
测试需要按照ISO7637进行 | |
电压暂降,短时中断测试 |
暂降:100% ,10ms; 100% , 20ms; 30%,500ms 终端:100% ,5000ms |
产品安全测试要求 (LVD):
根据R&TTE指令的要求,ZigBee产品将不受LVD低压指令门槛(小于75Vdc/50Vac)的限值,电池供电的设备相对来说没有特殊要求,主要是AC电源供电的设备会导致安全问题。制造商需要寻求摩尔实验室(MORLAB)等第三方实验室认证过的电源来降低这方面的风险。具体的测试标准根据不同的终端产品有所不同。例如测试测量设备将需要61010-1;信息技术类产品,必须要按照标准EN60950-1做相应的安全测试;或者安防产品则需要做EN54。
不同的厂商有不同的方案,一般来说有下面三种情况:
1. 采取自研的方式,射频、模块没有认证
a) 需要做射频方面的认证
b) 需要做电磁兼容方面的认证(EMC)
c) 需要做安全要求方面的认证(LVD)
2. 采用通过了EN300328认证的模块
a) 需要做电磁兼容方面的认证(EMC)
b) 需要做安全要求方面的认证(LVD)
3. 采用通过了R&TTE认证的模块
a) 需要做电磁兼容方面的认证(EMC)
b) 需要做安全要求方面的认证(LVD)
针对这种情况,只需要做针对外围电路的测试即可
以上是我们根据我们日常的ZigBee产品测试经验,而做的简单介绍,如果还有进一步的问题,欢迎您直接与就近的摩尔实验室(MORLAB)取得联系。
如需更多资料,请发信到以下地址:info_sz@morlab.cn或致电:0755-61281201。