物聯(lián)傳感zigbee無線技術(shù)助力智能家居

        zigbee作為一種經(jīng)濟的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。已經(jīng)被越來越多的人多熟知，其特點是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。非常適合用于家居自動化控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以輕松嵌入到各種家庭電器設(shè)備中。完全滿足空調(diào)系統(tǒng)的溫度控制、照明的自動控制、窗簾的自動控制、煤氣計量控制、家用電器的遠(yuǎn)程控制等應(yīng)用需求。

        目前zigbee協(xié)議部分基本已經(jīng)趨于穩(wěn)定和實用，zigbee聯(lián)盟以及成員廠商也對其旗下的zigbee芯片有了具體的市場定位，如TI公司對其旗下的CC2430/CC2530系列芯片都提供了用于Home Automation的完善方案以及具體規(guī)范。RF4CE聯(lián)盟的成立也把zigbee技術(shù)應(yīng)用于智能家居推上了新的高度。這也將給流行了幾十年的傳統(tǒng)紅外遙控器帶來了新的挑戰(zhàn)。為此各個zigbee芯片廠商也都推出了其優(yōu)勢產(chǎn)品，TI公司推出一款特別針對zigbee/IEEE 802.15.4和zigbee RF4CE的低功耗RF解決方案CC2530。

        基于CC2530的RF開發(fā)工具也被國內(nèi)zigbee龍頭企業(yè)無線龍科技率先推出。為將要進入基于zigbee技術(shù)的智能家居產(chǎn)品研發(fā)領(lǐng)域的公司提供了極大的便利。 相對于TI早先的zigbee芯片，CC2530將內(nèi)置閃存由之前的128K提升到今天的256K，以滿足更復(fù)雜的應(yīng)用需求。比如今天的zigbee Smart Energy，就需要更強大的閃存。在RF特性上，輸出功率從以前最高0dB的輸出，提升到今天的4dB。接收靈敏度從以前的94dB提升到今天的97dB。所以，CC2530讓客戶在通訊距離、通訊網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定度和性能上有了更大的提升。

        當(dāng)今市場上比較熱門的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)除了zigbee外，主要還有Wi-Fi、藍(lán)牙和NFC等。一些大公司為開拓市場和應(yīng)用領(lǐng)域，也在積極研究和制定一些新的無線組網(wǎng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如UWB、Z-Wave等。這些技術(shù)在很大程度上是互補的，其不同之處或基于傳輸速度、距離、耗電量的特殊需要，或著眼于功能的擴充性，或符合某些單一應(yīng)用場景的需要，或滿足競爭技術(shù)的差異化等。

        藍(lán)牙和Wi-Fi一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線通信技術(shù)。它們擁有非常大的無線技術(shù)容量，但并不像zigbee一樣是以監(jiān)控為明確目標(biāo)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。藍(lán)牙技術(shù)已高度成熟，具有多種規(guī)范，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)中各類數(shù)據(jù)及語音設(shè)備，如PC、撥號網(wǎng)絡(luò)、筆記本電腦、打印機、傳真機、數(shù)碼相機、移動電話和高品質(zhì)耳機等。Wi-Fi技術(shù)使用開放的2.4GHz附近的頻段，最大覆蓋范圍為100m。一般來說，帶有這個標(biāo)志的產(chǎn)品表明可以利用它們方便地組建一個無線局域網(wǎng)。Wi-Fi目前有3個使用標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.11a/b/g，最高數(shù)傳率為54Mb/s。尚在孕育并值得期待的802.11n標(biāo)準(zhǔn)數(shù)傳率將達(dá)到150～600Mb/s。但是Wi-Fi收發(fā)器的功耗較大，集成到Mesh網(wǎng)絡(luò)比較困難，且價格也較高。

        UWB原屬軍方專用技術(shù)，2002年2月美國聯(lián)邦通信委員會正式將其解禁。UWB一直被看作是藍(lán)牙技術(shù)的替代品，其數(shù)傳率達(dá)到100～480Mb/s，但覆蓋距離很短不超過10m。UWB已有芯片和模組產(chǎn)品，但沒有網(wǎng)狀網(wǎng)組網(wǎng)能力。

        上述標(biāo)準(zhǔn)中最具可比性的是藍(lán)牙和zigbee技術(shù)。zigbee源于藍(lán)牙，但比后者更簡單，速率更慢，功率及費用也更低，且大多數(shù)時間處于睡眠模式，更加適用于那些不需要實時傳輸或連續(xù)更新的場合，如工業(yè)控制和監(jiān)控領(lǐng)域。而且zigbee是當(dāng)前唯一面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其網(wǎng)狀網(wǎng)組網(wǎng)能力使其應(yīng)用范圍可伸延至數(shù)百、甚至數(shù)千米的廣泛區(qū)域，而藍(lán)牙則只為10~100m范圍內(nèi)的短程網(wǎng)絡(luò)而設(shè)。就制造成本而言，zigbee芯片現(xiàn)在遠(yuǎn)比藍(lán)牙芯片便宜。

        相對于現(xiàn)有的各種無線通信技術(shù)，zigbee將是功耗和成本最低的技術(shù)，并且能夠用于藍(lán)牙、Wi-Fi、UWB、GPRS以及其他無線技術(shù)不能覆蓋的大部分應(yīng)用領(lǐng)域，另外它還具有網(wǎng)絡(luò)容量大的特點，可以將上萬個設(shè)備組成網(wǎng)絡(luò)。生產(chǎn)商最終可以利用zigbee這個標(biāo)準(zhǔn)化無線網(wǎng)絡(luò)平臺，設(shè)計出簡單、可靠、便宜又節(jié)能的智能家居產(chǎn)品電子產(chǎn)品。

        智能家居的概念提及至今已有十余年，屬于一個雷聲大雨點小的行業(yè)概念，至今也沒有達(dá)到一個理想的普及率，究其原因主要有幾點：標(biāo)準(zhǔn)較難統(tǒng)一，沒有一個行業(yè)規(guī)范，各自廠家產(chǎn)品不能兼容。解決方案價格昂貴，方案公司缺乏，缺乏相關(guān)產(chǎn)品設(shè)備?；A(chǔ)設(shè)施布建困難，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜多樣，使用門檻較高。然而zigbee的一些技術(shù)特性對于家庭應(yīng)用也或多或少有些局限，比如它功耗低直接表現(xiàn)為發(fā)射功率低，這樣其傳輸距離有限，很難直接覆蓋整個家庭區(qū)域，需要通過路由的方式來進行通信覆蓋，從而增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度。而2.4G的頻段頻率高，波長短，對于墻壁和遮擋物的穿透能力和繞射能力較差，障礙物對其衰減比較明顯。但是這些種種的不足都可以通過外部增加發(fā)射功率和接收靈敏度來解決，是以犧牲功耗來解決問題。雖然zigbee技術(shù)有短板，但是它強大的組網(wǎng)功能就是這塊短板的彌補，沒有一向技術(shù)是沒有任何瑕疵的，所以zigbee技術(shù)是智能家居應(yīng)用中比較合適的選擇。

        雖然有些人認(rèn)為zigbee技術(shù)對自己來說是陌生的，是遙不可及的，但是人們生活中對智能化與自動化的需求是普遍存在的。一種技術(shù)的成功與否不能只就其先進性來單一評價，而是要結(jié)合它的實用性和大眾性。這樣看來zigbee算的上是一種平易近人的技術(shù)，我們也相信在不久的將來，在智能家居插上zigbee的翅膀的時候，就是我們用科技體驗生活的時代的到來。