低功耗射頻技術(shù)正逢其時(shí)

低功耗的射頻技術(shù)正在飛奔著進(jìn)入人們的生活。像我們乘坐公交時(shí)使用的公交卡，方便大家隨時(shí)隨地上網(wǎng)的無(wú)線路由器，以及大紅大紫的任天堂Wii游戲機(jī)的無(wú)線手柄，這些工具/產(chǎn)品背后無(wú)不有低功耗無(wú)線射頻技術(shù)的身影。這還只是我們所能看到的部分，在物流、工業(yè)、建筑、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域，低功耗射頻技術(shù)也在扮演著越來(lái)越重要的角色。

低功耗射頻技術(shù)雖然傳輸距離不長(zhǎng)，數(shù)據(jù)傳輸率也不大，但它能使無(wú)線設(shè)備小巧靈活，在很多場(chǎng)合充分發(fā)揮作用。

ZigBee的興起
提起低功耗射頻技術(shù)，最知名的就是藍(lán)牙（Bluetooth）和ZigBee技術(shù)。其中，藍(lán)牙技術(shù)推廣較早，已經(jīng)有了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)，很多消費(fèi)電子設(shè)備上都有藍(lán)牙收發(fā)裝置。ZigBee技術(shù)則興起得較晚，但是發(fā)展速度很快，大有趕超藍(lán)牙之勢(shì)。特別是家電和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，ZigBee的應(yīng)用正有聲有色地展開。

這里，先簡(jiǎn)單介紹一下ZigBee技術(shù)。ZigBee是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸速率、低成本的雙向無(wú)線通信技術(shù)，主要通信協(xié)議由ZigBee聯(lián)盟制定，其底層是采用IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的媒體存取層與實(shí)體層。總結(jié)起來(lái)，ZigBee技術(shù)有下面幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1 低功耗：ZigBee的傳輸速率較低，傳輸數(shù)據(jù)量很小，因此信號(hào)的收發(fā)時(shí)間很短。在待機(jī)模式下，ZigBee節(jié)點(diǎn)會(huì)進(jìn)入休眠模式。這一切使得Zigee設(shè)備非常節(jié)電，使用普通5號(hào)堿性電池對(duì)的ZigBee節(jié)點(diǎn)可工作達(dá)6個(gè)月到2年左右。

2 數(shù)據(jù)傳輸可靠性強(qiáng)：ZigBee的MAC層采用talk-when-ready的碰撞避免機(jī)制。

3 網(wǎng)絡(luò)容量大：一個(gè)ZigBee的網(wǎng)絡(luò)最多可配置255個(gè)ZigBee網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，包括一個(gè)主控（Master）設(shè)備和其他從屬（Slave）設(shè)備。若是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（Network Coordinator），整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以支持超過(guò)64000個(gè)的ZigBee網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)，再加上各Network Coordinator可互相連接，整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目將十分可觀。

4 高安全性：ZigBee 提供了三級(jí)安全模式，包括無(wú)安全設(shè)定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數(shù)據(jù)，以及采用高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES 128)的對(duì)稱密碼，以靈活確定其安全屬性。

5 短時(shí)延：ZigBee節(jié)電從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需30ms。

6 低成本：通信協(xié)議的簡(jiǎn)化，降低了對(duì)設(shè)備的要求。

說(shuō)到ZigBee，就不得不提到ZigBee RF4CE（Radio Frequency for Consumer Electronics)標(biāo)準(zhǔn)。這是一個(gè)由眾多家電巨頭和半導(dǎo)體器件供應(yīng)商結(jié)成的聯(lián)盟所制定的標(biāo)準(zhǔn)。它的起因是因?yàn)橛耙艏译娫O(shè)備的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和顯示設(shè)備的大型化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，以前占據(jù)家電遙控器主導(dǎo)地位的紅外傳輸技術(shù)已經(jīng)跟不上時(shí)代的步伐，其接收角度狹小，無(wú)法雙向傳輸信息的缺點(diǎn)愈加明顯。為此，必須有新的無(wú)線技術(shù)取而代之。事實(shí)上，很多廠商都在開發(fā)相應(yīng)的替代無(wú)線技術(shù)，但因?yàn)槿狈y(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使得局面極為混亂。為了扭轉(zhuǎn)這些不利的狀況，全球家電業(yè)巨頭松下、索尼、三星、飛利浦等決定攜手推動(dòng)射頻遙控器軟件協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，并決定以IEEE 802.15.4作為射頻遙控器所采用的無(wú)線電平臺(tái)。隨后，德州儀器、飛思卡爾、Ember等芯片供應(yīng)商也加入，RF4CE產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟亦宣告成立。在今年4月，第一批ZigBee RF4CE參考平臺(tái)正式通過(guò)了驗(yàn)證。這也就意味著，ZigBee進(jìn)入家電遙控器市場(chǎng)的時(shí)間很快就要到來(lái)了。