[导读] 近期，CSHIA智能家居微课堂联合Zigbee联盟中国成员组，共同推出“Zigbee3.0智能家居训练营”系列课程。训练营围绕技术基础、技术开发、网关应用和开发实践等四大课程模块展开，将由来自Zigbee中国成员组的一线技术专家分十课时，为广大技术开发者带来系统化的Zigbee3.0专业技术知识分享。
近期，CSHIA智能家居微课堂联合Zigbee联盟中国成员组，共同推出“Zigbee3.0智能家居训练营”系列课程。训练营围绕技术基础、技术开发、网关应用和开发实践等四大课程模块展开，将由来自Zigbee中国成员组的一线技术专家分十课时，为广大技术开发者带来系统化的Zigbee3.0专业技术知识分享。
本次“Zigbee3.0智能家居训练营”重点针对智能家居产品应用领域，面向一线技术工程师、产品经理和资深系统集成商。课程内容涵盖了从技术开发、软硬件设计、接入调试等实践环节，涉及智能安防、智能照明、智能面板和生态对接等应用板块，旨在促进业界设备厂商和系统集成商，全面提升Zigbee3.0产品开发和应用能力，持续提升终端用户的产品体验。
Zigbee联盟中国成员组选择了其中一些代表性的问题，编制了“Zigbee3.0智能家居训练营”问答集锦，希望能对大家了解Zigbee技术有所帮助。
#问答集锦#
1. 扩频相比定频，在环境复杂的情况下会更稳定，这个理解对么？Zigbee有跳频率计划么？
扩频相比非扩频，在环境复杂的情况下会更稳定，这是正确的。扩频技术更稳定的原理是信号经过两次相关运算(correlation)，在接收端被恢复。而同频干扰噪声仅经过一次相关运算，被“扩频”成了功率极低的伪噪声。具体多低取决于扩频参数。扩频技术比跳频技术有更强的抗噪声能力，其代价也很明显——更低的通信效率。“扩频+跳频”没有实际意义，Zigbee也没有这个计划。
通常跳频是为了保证通讯质量而快速地在不同频道之间切换并在此过程中避开受干扰的频道。Zigbee应用中实现频道的迁移理论上是可行的，技术上可以实现。但是通常Zigbee网络都是工作在异步通信状态，工作频道的迁移耗时较长，且对电池设备的使用寿命有很大影响，因此在环境复杂且变化较快的情况下并不推荐使用。
2. Zigbee频段2.4G信号的穿透性与室内墙体厚度的关系是怎样的，临界值是多少？2.4G波长约是12.5cm,那是否可以说明墙体厚度大于12.5cm（有些楼盘有40cm厚）就无法穿透或衰减，如果是，怎么衰减，怎么穿透墙体？有没有从波峰穿或从波谷穿的差异性？希望能说明一下不同墙体厚度下的网关位置部署问题。
无线信号传输距离的理论说明请参考https://pdfserv.maximintegrated.com/en/an/AN5142.pdf。
网关的位置部署要看具体的环境以及周围物体的材质，理想的位置应该处于网络覆盖空间的中心位置，且周围净空。另外，除了穿透材质对信号带来的衰减外，信号的反射，周围物体是否移动都会对信号的传输带来很大影响。
不同国家和地区对无线信号的最大传输功率都有相应的强制法规加以限制，因此在产品设计时不能随意提高发射功率。比如按国内最新规定(中华人民共和国工业和信息化部公告 2019年第52号 及其附件微功率短距离无线电发射设备目录和技术要求)，工作在2400-2483.5MHz的设备，最大发射功率限值为10mW(e.i.r.p)，即10dBm。
为提高Zigbee网络的传输可靠性，除了在法规允许的范围下提高发射功率，增加接收灵敏度外，更应该通过合理的布置路由设备来充分利用Zigbee mesh网络的特点以达至信号的合理覆盖。
附：常见建筑材料对2.4GHz信号的衰减大致如下图（取自互联网，仅供参考）
3. 同一款天线用在不同产品上天线效率、天线增益和通信距离一样吗？不同产品外壳，对天线有影响吗？
尽管天线的尺寸设计完全相同，但如果不同产品所用的PCB材质参数不同，板子的尺寸不同，天线附近的元器件摆放位置不同，参考地平面的设计或者面积不同，那么天线的效率和增益肯定会有差别，也可能会直接影响到通信距离。另外，产品外壳的材质，安装螺丝的位置等等因素也会对天线的性能有所影响。上面假设问题里的天线指的是PCB天线，但道理同样适用于其它成品天线。
4. 不同的天线对功耗有影响吗？
这需要考虑两方面的因素。首先，如果天线的谐振点偏离2.4G，天线阻抗与标准的50ohm相差太远，那么可能会直接导致芯片的射频收发模块功耗偏高。其次，即便两个天线的谐振点和阻抗匹配指标都不错，但是可能由于效率和增益上的差异依然会造成通信效果的不同。如果恰好使用性能较差天线的产品处于临界距离上，则这个产品可能会由于重传，重新查找路由等多余操作造成功耗消耗增大。
5. 组网后单跳临界距离上的设备不稳定，总是重新查找路由更换路径导致丢包的问题有没有好的解决方案？
这确实是一个具普遍性的问题，毕竟每一个设备都是有自己的发射/接收性能极限的，必然有自己的单跳临界距离。问题里描述的现象除了会造成网络通信问题，也可能会造成ZED功耗偏大。这里提供解决这个问题的一个思路，将设备join/rejoin过程中的LQI标准提高，使得join/rejoin成功的距离小于单跳临界通信距离，这样在网络的搭建和调试过程中就会最大程度的避免使设备工作于单跳临界距离。
6. 多协议芯片的SubG和蓝牙或者Zigbee是不是可以同时发送同时接收？
物理层是分时间片的，但从应用层看是同时发送同时接收的。
7. 目前国内大概有多少个Zigbee 3.0的认证产品，覆盖多少家品牌？
目前中国成员认证的Zigbee 3.0产品已经达到近200款，覆盖品牌达30多种，包括立达信、涂鸦、小米、云丁、九洲光电、Aqara、生迪、海曼和天都照明等等，具体可以查询Zigbee联盟官网的认证产品清单https://zigbeealliance.org/classic-product-search/
8. Permit Join的打开权限是不是应该受限制？入网设备有没有权限打开入网允许？Router和EndDevice在steering的时候，会广播打开PermitJoin命令，协调器是否应该去响应这个命令
开发人员可以配置该属性，在Z-stackuser guide里面有这段描述：If zgAllowRemoteTCPolicyChange of zglobals.c is set to TRUE (default), other devices in the network may modify the permit joining policy of the Trust Center, which could allow other devices to join the network. If set to FALSE, remote devices will not be able to change the permit joining policy on the coordinator, which will cause the TC to not deliver the network key and kick out any devices attempting to join the network through an intermediate router which may have locally enabled permit join. (如果将zglobals.c的zgAllowRemoteTCPolicyChange设置为TRUE默认值，则网络中的其他设备可以修改Trust Center的允许加入策略，来允许其他设备加入网络。
如果设置为FALSE，则终端设备将无法更改协调器上的许可加入策略，导致Trust Center无法发送网络密钥，并踢出任何试图通过路由器加入网络的设备，尽管路由器可能允许该设备加入。)
9. 使用Install Code的设备，入网后获得了Link Key，Install Code是不是就没用了？
Install Code用于获取Link Key，入网后不再使用。但设备离网后再加入其它网络Install Code是可以重复使用的。
10. 怎样避免WiFi和Zigbee之间的无线干扰？特别是在Zigbee和WiFi都是动态扫描的情况下。
处理的方式包含硬件和软件两个部分，详细可以参见文档
(https://www.silabs.com/documents/public/application-notes/an1017-coexistence-with-wifi.pdf)
硬件设计WiFi和Zigbee的无线信号隔离度大于6dBm
减少板载的信号干扰，无线部分的硬件设计需要优化，例如添加屏蔽罩，天线极性相差90度
软件包含添加状态信号，优先级判断等协调信号线。
11. 如果10个烟感设备，同时报警上报状态，网关怎么处理
由于802.15.4的CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)机制，理论上并不会发生多个设备同时发射信号的情况。
12. 一般心跳是主动上传还是下发呢，多久一次。1分钟还是10分钟
每一个设备都必须支持心跳机制，即每间隔一段时间向协调器(Coordinator)发送心跳信息。技术规范并没有规定相关的值，但ZMGC工作组编写的互操作白皮书中有推荐值：
强电类设备：默认每 3-4分钟报一次心跳，
电池供电设备：默认每 28-32分钟上报一次心跳。
当然该值根据设备或场景的需要可以调整，协调器(一般为网关设备）具有优先配置权如果协调器配置了心跳，则应按其配置的心跳时间进行上报。
13. 使用飞比中间件开发的网关设备控制距离有多远？最多可以支持多少设备？
距离跟实际的工作环境有关，不同环境以及不同干扰情况下距离是不一样的，我们在空旷的场合测试，距离大概在200米左右。目前测试稳定的设备节点数是在150个节点。
14. 使用飞比中间件开发的网关可以本地控制吗？组网后节点信息保存在哪里？
可以控制，并且在网关断网的情况下，也可以实现设备的联动，比方说回家以后，通过触发场景开关实现和其他Zigbee设备的联动。组网后节点信息在Zigbee协调器和网关主平台都有保存。
15. 电池放电曲线对低功耗设备的影响吗？
请参考网上的应用报告https://m.eet.com/media/1121454/c0924post.pdf
16. Zigbee如何快速组建大规模网络？
建议采用的方法有：
优化网络的拓扑结构，增加路由节点，增大信号覆盖面积
可以通过加长入网时间，多次广播的方式增加入网的成功率
网关端本地可以预设白名单，让设备入网速度加快
17. 请问Zigbee和NB-IOT相比优势在哪？
两种技术在各自的应用场景下各有优势，Zigbee偏向近距离本地网络，就此来说：
Zigbee是网状网络，网络的稳定性可以通过多路径的方式加强，网状网络也减少了每个节点的能耗（不需要更大的发射功率），更加擅长低功耗的应用。
Zigbee是本地网络，所以不需要云端的支持也可以本地运作。
Zigbee有标准的应用层，增加了来自不同厂家的设备互通互操作的能力。
18. 所有安防设备都要支持CIE address吗？
并非所有具备安防功能的设备都需要支持IAS Zone cluster。不支持IAS Zone的设备不必配置CIE address。
