Zigbee无线透传模块是一种基于Zigbee协议的无线通信模块，主要用于实现数据的透明传输。这种模块通常用于构建低功耗、短距离的无线网络，适用于智能家居、工业控制、医疗保健和智能电网等领域。
一、 Zigbee无线透传模块具有以下特点
- 完全透传能力：支持3线制串口，能够实现数据长度和内容完全一致的传输，便于创建自定义协议格式，无需二次开发。
- 快速配置：网络参数可以通过配置工具或串口命令进行设置，适用于节点数量不多时的快速部署。对于大量节点，推荐使用串口配置命令或配置工具启动自组网功能，实现动态配置和自组网。
- 高数据安全性：提供两种密钥验证方式，包括配置密钥(AES-128加密)和网络密钥(仅协调器有效)，确保数据安全。
- 智能路由算法：采用即放即用的智能路由算法，当两个节点间通信范围超出时，只需加入路由设备即可恢复通信，简化施工过程。
- 多级通讯能力：支持快速添加路由，无需修改网络参数即可扩展到多级通讯，构建多种网络拓扑结构。
- 低成本、低功耗：Zigbee技术是一种低成本、低功耗的无线通信解决方案，非常适合用于自动控制和远程控制领域。
- 自组织网络特性：模块能够自动优化无线网络路由，实现端到端低传输时延和高可靠通信能力。
- 多种数据接口：支持多种数据接口，如串口、RS485等，可以灵活应用于不同的应用场景。
总之，Zigbee无线透传模块通过其强大的功能和灵活的配置方式，为各种无线通信需求提供了可靠的解决方案。
二、 Zigbee无线透传模块在智能家居领域的具体应用?
Zigbee无线透传模块在智能家居领域的具体应用案例包括以下几个方面：
- 环境监测系统：Zigbee模块可以嵌入到智能家居环境监测系统的各传感器设备中，实现近距离无线组网与数据传输。例如，微波传感器和热释电红外模块可以复合使用，通过Zigbee网络进行数据传输，从而有效降低目标探测错误率。
- 远程控制与个人信息管理：利用无线Zigbee网络实现远程控制与个人信息管理。结合PC机、CC2430无线Zigbee模块、ATMega128单片机、射频身份识别(RFID)模块和全球数字移动电话系统(GSM)模块组成系统控制中心，通过无线Zigbee网络、Internet和GSM网络完成对室内所有监控节点及家用电器的本地和远程控制。
- 灯光控制：灯光控制模块主要由光敏电阻和灯光控制继电器组成，通过单片机的模数转换器获取电压值，从而判定当前灯光是否打开，并通过继电器控制室内灯光的开关。
- 协议转换系统：传输得来的指令数据通过Zigbee无线传输至协议转换装置，再输出到带有485接口的家电设备上，实现开关面板与带有485接口的家电设备进行无线传输，操作简单高效。
- 云智能控制盒：Z207W作为智能家居系统的核心，实现了云端技术与Zigbee智能家居物联网技术的完美结合。用户可以通过RJ45接口或WIFI无线连接访问互联网络，并通过第三方软件控制设备。
- 可调光接线模块：Z817B是一款可吸顶安装并集成ZigBee无线通讯技术的接线模块，具有开关或调光功能，支持智慧电能消耗管理，并且内建路由功能，可在网络中作为路由器使用。
- 远程语音控制：利用ZigBee模块实现智能家居的远程语音控制，主控板上可以显示光照传感器的值，子板上的按键可以控制电灯、门和窗帘的开关。
三、 如何配置Zigbee无线透传模块以实现自组网功能?
要配置Zigbee无线透传模块以实现自组网功能，可以参考以下步骤和方法：
- 模块接线：确保模块的VCC接3.3V，GND接GND，TXD接RXD，RXD接TXD。注意模块的VCC不能接5V。
- 设置点对点通信地址：定义频道、网络ID、本机模块地址和发送地址等参数。
- 无线RF初始化：配置ZigBee的ID号、频道、本机地址和应答信号。检测ZigBee参数配置是否成功，然后开启RF接收。
- 配置模式选择：可以选择透传模式或API模式，也可以部分配置成API模式，它们之间可以相互通信。
- 使用串口指令配置：模块内置串口指令，用户可通过串口指令配置(查看)模块的参数及功能。
- 网络自组织能力：Zigbee网络可以自动配置和修复，即使部分设备丢失或加入，网络也能自动调整。
- 使用配置工具：可以使用专门的配置工具来设置和管理Zigbee网络中的设备类型，如协调器、路由器和终端节点。
- 参考数据手册和教程：详细阅读相关数据手册和教程，如《E18 V1.0 ZigBee3.0 自组网模块使用手册》和《职业教育物联网应用技术专业“十三五”规划教材》，以获取更详细的配置和初始化指南。
四、 Zigbee无线透传模块的AES-128加密是如何工作的?
Zigbee无线透传模块的AES-128加密工作原理如下：
- 密钥使用：Zigbee使用一个128位的对称密钥来加密所有网络层的传输数据。这个密钥用于创建消息的完整性校验码(MIC)，确保消息在传输过程中未被篡改。
- 数据加密与验证：在Zigbee协议中，网络和辅助头部以明文形式发送，但经过认证;而网络有效载荷则同时进行认证和加密。AES-128算法用于生成整个网络部分的消息哈希值，该哈希值附加在消息的末尾。接收设备会计算消息的哈希值，并将其与消息末尾附加的值进行比较。如果两者不一致，则表明消息已被修改，接收节点将丢弃该消息。
- 加密过程：AES-128是一种迭代的、对称密钥分组密码算法，可以使用128、192和256位密钥。在Zigbee中，通常使用128位密钥进行加密。加密过程中，明文被分成固定大小的块(通常是128位)，然后通过一系列复杂的数学运算转化为密文。这些运算包括替代、置换和混淆等步骤。
- 密钥管理：Zigbee模块提供了两种密钥验证方式：
- 配置密钥：所有模块必须确保配置密钥相同才可以加入网络中。
- 网络密钥：网络传输的数据均按AES-128进行加密，该密钥只有协调器有效，当从节点加入网络后，协调器会将该密钥下发到从节点。
- 安全性：Zigbee的安全服务包括密钥建立和传输方法、设备管理和帧保护。消息完整性检查防止攻击者在传输过程中修改消息，身份验证提供消息发送者身份的保证，加密防止窃听者监听消息。
五、 Zigbee无线透传模块支持的最大节点数量?
Zigbee无线透传模块支持的最大节点数量理论上可以达到65536个节点。这一结论基于Zigbee网络中使用的网络短地址，该地址共有16位，最大值为0xFFFF，即65536.然而，实际应用中达到如此多的节点数量可能会受到各种因素的限制，例如节点的运算能力等。此外，一些资料提到Zigbee网络最多可含有65000个节点，这可能是因为在某些特定配置或实现中，节点数量可能略有不同。
六、 Zigbee无线透传模块与其他无线通信技术有哪些优势和劣势?
Zigbee无线透传模块与其他无线通信技术(如Wi-Fi、蓝牙)相比具有以下优势和劣势：
1. 优势：
- 低功耗：Zigbee的低功耗特性使其非常适合电池供电的设备，可以支持设备长时间运行。例如，在低功耗待机模式下，Zigbee节点可以用两节5号电池工作6到24个月甚至更长时间，而蓝牙仅能工作数周，WiFi仅能工作数小时。
- 低成本：Zigbee通过简化协议降低了对通信控制的要求，并且免协议专利费，每块芯片价格大约为2美元。
- 长距离传输：Zigbee的传输距离约为50-300米，比蓝牙的5-30米要远得多。
- 高容量网络：Zigbee能够支持大规模组网，每个网络可支持多达65000个节点，而蓝牙网络的节点数量较少。
- 灵活性：Zigbee允许开发特定应用软件连接到其栈，便于创建针对特定应用的无线产品。
2. 劣势：
- 传输速度较低：Zigbee的传输速度不高，通常小于250Kbps，这限制了其在需要高速数据传输的应用中的使用。
- 覆盖范围有限：尽管Zigbee的传输距离较远，但与Wi-Fi相比，Wi-Fi通常具有更长的覆盖范围，可以达到数百英尺。
- 功耗问题：虽然Zigbee在待机模式下功耗低，但在数据传输过程中功耗较高，这可能影响设备的整体能效表现。
- 干扰问题：由于Zigbee与Wi-Fi和蓝牙使用相同的ISM频段，可能会导致相互干扰。虽然可以通过共存机制来减少干扰，但这是其主要缺点之一。
