ZigBee簡介及特點分析

Zigbee是一種新興的短距離、低速率、低功耗無線網絡技術，它是一種介于無線標記技術和藍牙之間的技術提案。它此前被稱作“HomeRF Lite”或“FireFly”無線技術，主要用于近距離無線連接。它有自己的無線電標準，在數千個微小的傳感器之間相互協調實現通信。這些傳感器只需要很低的功耗，以接力的方式通過無線電波將數據從一個傳感器傳到另一個傳感器，因此它們的通信效率非常高。最后，這些數據就可以進入計算機用于分析或者被另外一種無線技術如WiMax收集。

　　Zigbee的基礎是IEEE802.15.4(如下圖1所示)，這是IEEE無線個人區域網(Personal Area Network，PAN)工作組的一項標準，被稱作IEEE802.15.4(Zigbee)技術標準。

　　Zigbee不僅只是802.15.4的名字。IEEE僅處理低級MAC層和物理層協議，因此Zigbee聯盟對其網絡層協議和API進行了標準化(如下圖2所示)。完全協議用于一次可直接連接到一個設備的基本節點的4K字節或者作為Hub或路由器的協調器的32K字節。每個協調器可連接多達255個節點，而幾個協調器則可形成一個網絡，對路由傳輸的數目則沒有限制。Zigbee聯盟還開發了安全層，以保證這種便攜設備不會意外泄漏其標識，而且這種利用網絡的遠距離傳輸不會被其它節點獲得。

Zigbee聯盟成立于2001年8月。2002年下半年，英國Invensys公司、日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導體公司四大巨頭共同宣布，它們將加盟“Zigbee聯盟”，以研發名為“Zigbee”的下一代無線通信標準，這一事件成為該項技術發展過程中的里程碑。

　　到目前為止，除了Invensys、三菱電子、摩托羅拉和飛利浦等國際知名的大公司外，該聯盟大約已有20多家成員企業，并在迅速發展壯大。其中涵蓋了半導體生產商、IP服務提供商、消費類電子廠商及OEM商等，例如Honeywell、Eaton和Invensys Metering Systems等工業控制和家用自動化公司，甚至還有像Mattel之類的玩具公司。所有這些公司都參加了負責開發Zigbee物理和媒體控制層技術標準的IEEE 802.15.4工作組。

　　根據Zigbee聯盟目前的設想，Zigbee的目標市場主要有PC外設(鼠標、鍵盤、游戲操控桿)、消費類電子設備(TV、VCR、CD、VCD、DVD等設備上的遙控裝置)、家庭內智能控制(照明、煤氣計量控制及報警等)、玩具(電子寵物)、醫護(監視器和傳感器)、工控(監視器、傳感器和自動控制設備)等非常廣闊的領域。

　　政府的計劃給了Zigbee更多的空間，顯示了對其無比的信心。據報道，美國能源部已經決定雇傭Honeywell International Inc.公司，希望通過使用Zigbee傳感器能夠在鋼鐵、鋁以及其他六個行業中將這些能源的成本降低15%。通過安裝在Alcoa，Dow Chemical，以及ExxonMobil等公司管道系統中傳感器，實時追蹤監測產品生產過程中的氣體使用情況。

　　Zigbee技術的主要特點包括以下幾個部分:

　　數據傳輸速率低:只有10k字節/秒到250k字節/秒，專注于低傳輸應用;

　　功耗低:在低耗電待機模式下，兩節普通5號干電池可使用6個月到2年，免去了充電或者頻繁更換電池的麻煩。這也是Zigbee的支持者所一直引以為豪的獨特優勢;

　　成本低:因為Zigbee數據傳輸速率低，協議簡單，所以大大降低了成本。且Zigbee協議免收專利費。

　　時延短:通常時延都在15毫秒至30毫秒之間;

　　安全:Zigbee提供了數據完整性檢查和鑒權功能，加密算法采用AES-128，同時可以靈活確定其安全屬性;
　　網絡容量大:每個Zigbee網絡最多可支持255個設備，也就是說，每個Zigbee設備可以與另外254臺設備相連接;

　　優良的網絡拓撲能力:ZigBee具有星、樹和叢網絡結構的能力。ZigBee設備實際上具有無線網路自愈能力,能簡單地覆蓋廣闊圍;

　　有效范圍小:有效覆蓋范圍10～75米之間，具體依據實際發射功率的大小和各種不同的應用模式而定，基本上能夠覆蓋普通的家庭或辦公室環境;

　　工作頻段靈活:使用的頻段分別為2.4GHz(全球)、868MHz(歐洲)及915MHz(美國)，均為免執照頻段。

　　更重要的是，預測未來6到7年內，家庭用戶將占有Zigbee2/3的市場。在可以預期的將來，Zigbee無線傳感將切實改變你我的生活。