ZigBee技術(shù)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中的前景

最近有相當(dāng)多的討論是關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)和不久即將部署的數(shù)十億可連接設(shè)備。這些設(shè)備的大多數(shù)不是智能手機(jī)或其他通訊設(shè)備，而是那些可以使我們的家庭、工廠、汽車和其他更多系統(tǒng)被無線連接的遙控器和傳感器，并且允許他們?cè)谶h(yuǎn)程處理器或手動(dòng)控制下更有效的運(yùn)作。

為了滿足這種無處不在的物聯(lián)網(wǎng)連接需求，就必須有一個(gè)滿足可連接設(shè)備需求的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。蜂窩技術(shù)太復(fù)雜，使用它將會(huì)大大增加成本，并且不支持這些大多數(shù)設(shè)備所需的電池壽命要求。

用于傳感和控制應(yīng)用的ZigBee標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)面世多年。而由ZigBee聯(lián)盟于2013年發(fā)布的ZigBee IP規(guī)范承諾為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供無縫的互聯(lián)網(wǎng)連接，特別是智能電網(wǎng)應(yīng)用，將會(huì)得到Zig-Bee Smart Energy IP協(xié)議棧的進(jìn)一步支持。

ZigBee提供了一個(gè)完整的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案，利用互聯(lián)網(wǎng)連接去控制低功耗、低成本設(shè)備，連接多種不同類型的設(shè)備構(gòu)成單一控制網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前的ZigBee IP是IPv6兼容的，這使得它非常適合那些基于預(yù)期連接設(shè)備數(shù)量而選擇IPv6的應(yīng)用。

傳感器網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)知識(shí)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)目前正在眾多應(yīng)用中廣泛部署，覆蓋范圍從家庭自動(dòng)化到工業(yè)控制，這是90年代末進(jìn)行的大量研究和發(fā)展的結(jié)果。由成千上萬節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)被用于更大范圍的燈控、建筑監(jiān)視、智能電表，甚至用于監(jiān)視農(nóng)業(yè)作物。

為了成功部署WSN，幾種底層技術(shù)是必要的：

● 超低功率無線電：用于確保超長電池壽命(一些諸如智能電表的應(yīng)用需要長達(dá)20年)以最小化因電池更換而帶來的成本和麻煩。即使市電可用，低功耗無線電也是一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)。

● 基于標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)軟件：用于確保可靠的數(shù)據(jù)傳輸，尤其是對(duì)于無人干預(yù)的機(jī)器到機(jī)器(M2M)類型應(yīng)用的操作。

● 合適的無線協(xié)議和軟件堆棧：用于允許設(shè)備間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式的信息交換和自主操作。

ZigBee采用IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)定義和構(gòu)建底層，并為低功率無線電部件提供良好的基礎(chǔ)。該標(biāo)準(zhǔn)最初發(fā)布于2003年，從那時(shí)起，它開始得到擴(kuò)展和提高，先是在2006年，然后在2011年。15.4e和15.4g修訂已經(jīng)被商業(yè)無線電技術(shù)供應(yīng)商用于他們的應(yīng)用中，使他們的RF設(shè)備功耗減半，并且預(yù)期在下一代設(shè)備中進(jìn)一步降低。這些修訂將對(duì)電池壽命產(chǎn)生重要的積極作用。

雖然802.15.4已經(jīng)充分利用了基礎(chǔ)無線電技術(shù)，但是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開發(fā)仍需花費(fèi)較長的時(shí)間。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)堆棧，例如由Ember(2012年被Silicon Labs收購)開發(fā)的EmberZNet和由加州大學(xué)伯克利分校開發(fā)的TinyOS，被用于初期的802.15.4無線IC產(chǎn)品中，并且隨后得到進(jìn)一步優(yōu)化以滿足系統(tǒng)需求。市場(chǎng)增長依賴于可實(shí)現(xiàn)互操作的標(biāo)準(zhǔn)化解決方案、提供更多資源去支持很多公司使用這種技術(shù)，ZigBee聯(lián)盟是近年來致力于為無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)提供標(biāo)準(zhǔn)化解決方案的幾個(gè)組織之一。

應(yīng)用協(xié)議棧——開發(fā)的最后一項(xiàng)——位于網(wǎng)狀協(xié)議棧的上層。應(yīng)用層傾向于側(cè)重更具體的應(yīng)用細(xì)節(jié)，為了達(dá)到真正的互操作性，必須開發(fā)通用接口和相關(guān)協(xié)議。

這些協(xié)議依賴于通用語言，從而使來自不同制造商的無線設(shè)備能夠相互通信。這樣互操作性要求可能存在競爭的公司在彼此產(chǎn)品相互依賴時(shí)進(jìn)行合作、商定信息傳送協(xié)議以開發(fā)共同的標(biāo)準(zhǔn)。這種合作發(fā)生的一個(gè)領(lǐng)域是燈控產(chǎn)品(包括調(diào)光器和轉(zhuǎn)換開關(guān))。其他領(lǐng)域，像家庭和樓宇自動(dòng)化，市場(chǎng)的力量還不能為設(shè)備生產(chǎn)商之間協(xié)同工作提供足夠的動(dòng)力。

(消息來源：通信世界網(wǎng))