ZigBee 3.0的力量——關于改進的新ZigBee 3.0的一切

  随着物聯網市場的加速發展，物聯網變得更為觸手可及，圍繞物聯網的宣傳更加緊鑼密鼓，而且令人更加困惑。我們是時候面對現實情況，去鑒定現狀并且評估事情走向。有些困惑已經消除了，而有些則變本加厲——讓我們一起從簡化了的方面開始探讨吧。

無線電技術

    兩年前，世界對可能有助于物聯網的不同無線電技術掀起了讨論熱潮。一些公司主張，WiFi和藍牙的存在就已足夠，而其他公司開始推動IEEE 802.15.4（即ZigBee和Thread的底層無線電技術）。實際上，如今大多數的聯網技術決策者能坦然接受并完全明白，物聯網會針對不同的應用程式使用全部三種技術。

    為了彌補WiFi的劣勢（相對于ZigBee而言），市場開始推行使低功耗WiFi（IEEE 802.11ah）标準化的活動。雖然該領域的活動仍在如火如荼地進行，并且可能會由此制訂出标準，但全球對此的接納程度卻難以預測。由于世界不同地區所用的規格和型号不同，該标準并非是放諸四海而皆準的。雪上加霜的是，即使這一全新的低功耗标準被稱為WiFi，但其并不相容「真正」的WiFi，而是一種完全不同的無線電和MAC技術。既然如此,那為什麼不采用IEEE 802.15.4呢？這已經是一個通用标準，并且涵蓋了新的低功耗WiFi開發商為之奮鬥的所有特性，而新類型的「WiFi」并沒有多大意義。

    而藍牙作為物聯網标準而言，存在緻命性缺陷——其設計理念是替代點對點有線傳輸技術而非聯網技術的。為了解決該缺陷，一些公司開始針對藍牙研究網絡層（「藍牙網格」（Bluetooth Mesh）），但面臨着嚴峻挑戰。以前，許多業内聯網工程師已經見證了類似的mesh聯網所作出的努力均以失敗告終。例如IEEE 802.11s雖然存在，但幾乎未曾使用，并隻應用于單跳網格拓撲（中繼器）之中，其主要問題是，在支援多跳時無法控制延時。是以，網絡技術工程師對新的藍牙mesh情況持懷疑的态度也在意料之中。

    是以，結果就是全球無線市場已經承認了三大核心的物聯網無線電技術，我們目前熟悉的IEEE/802.11/WiFi，适用于内容-分發；IEEE 802.15.4/ZigBee則适用于像智能家居類的傳控器Sentroller（即具備控制功能的傳感器）網絡，而藍牙，包括低功耗藍牙，則适用于連接配接個人區域網路絡（圍繞智能手機）以及可穿戴式裝置。前兩種用于将家居裝置連接配接到網際網路，最後一種主要使用智能手機進行網絡連接配接。

    許多供應商已經提供了各種各樣的交叉無線電産品：WiFi/藍牙、ZigBee/藍牙和WiFi/ZigBee/藍牙。所有這些産品的定價可能尚不太合理，卻傳達了明确的潛在資訊：全球三大開放的統一無線電通信标準奠定了物聯網的基礎，由此帶來了福音。 

  标題：物聯網世界，目前現有或已釋出的短程物聯網标準。

聯網技術

    現在談談不太好的消息：新困惑。十多年前，互相競争的無線電技術沖突随着WiFi的出現而結束，WiFi是最後的赢家（而HomeRF和其他幾種技術随之銷聲匿迹），之後，圍繞聯網和應用層爆發了新的技術革命。今天，所有人都熟悉TCP/IP，即使未曾聽聞該項技術，也會在通過網絡和本地網絡進行通信時用得到。然而，為了達到該階段，多個網絡标準進行過殊死搏鬥：網絡作業系統Novell Netware（誰還記得？）、Bayan Vines、 Microsoft LanManager、IBM SNA等。當時，幾乎各大型電子公司都覺得必須通過自行定義網絡層技術，在曆史上留下個人專屬印記。

    坦白地說，這就是今天物聯網和智能家居領域正在經曆的一切。顯而易見，許多業内領先公司再次重蹈覆轍，忘記了标準戰争會不利于且會減緩新技術的采用。蘋果公司的HomeKit、谷歌公司的Brillo、高通公司的Alljoyn、英特爾公司的IoTivity以及最近華為公司從中國家居層面出發而提出的LiteOS。所有這些新興的應用程式架構現在均在角逐擷取行業的精神支援，努力成為「物聯網的佼佼者」，期待着世界效仿。

    同時，也存在另一重的困惑。緊随應用程式架構層的步伐，聯網層面也是箭弩拔張之勢。ZigBee 3.0明顯是競争對手，其挑戰者則是Thread。然而，更令人百思不得其解的是，Thread Group中幾個主力角色（如飛思卡爾、ARM 以及Silicon Labs，特别都是半導體公司）同時也在ZigBee Alliance占據突出的上司地位（是的，這是一個混雜的世界）。是以，看似這些科技公司自己也或多或少有點困惑……

    Thread于去年年底公布，但至今仍然處于保密狀态。人們隻能紛紛猜測它的内涵，但從已洩露的資料來看，Thread要想發展成為ZigBee 3.0強而有力的競争對手是有難度的。這也在意料之中，因為ZigBee 3.0已經整合了許多應用領域（照明控制、家庭自動化、樓宇自動化、零售等）多年的經驗。ZigBee的認證程式已經穩健地啟動并開展，授權了多家檢測中心，對1,000多個ZigBee産品進行了認證。ZigBee顯然已經成為世界上衆多物聯網和智能家居系統制造商的首選技術。同時，ZigBee功能非常容易使用，更支援強大的安全協定。由于傳感器和邊緣裝置通常未設有鍵盤來輸入安全碼，是以其實作正面臨着重大挑戰，故強而有力的安全協定顯得十分重要

    最重要的是，ZigBee 3.0支援經曆過衆多疊代形成的應用程式庫。是以，Thread Group認真考慮采用ZigBee應用程式庫運作Thread也就不足為奇了。但不僅限于此：（1）ZigBee 3.0和ZigBee RF4CE在消費電子世界穩占一席之地；（2）ZigBee 3.0同時包括ZigBee Green Power 功能。讓我們詳細了解一下吧。

ZigBee RF4CE

    ZigBee RF4CE最初是在消費電子領域開發的，用于替代基于無線電遠端控制的紅外（IR）遙控，是以無需再使用瞄準後單擊的模式了。随後，其經曆了明顯的演變，最新的版本（ZRC 2.0）已完全內建了ZigBee應用程式庫。這意味着針對電視和機頂盒設計的遙控器同樣可以控制家裡的燈具、燈光、窗簾、遮陽罩等。随着時間的推移，消費電子領域和智能家居領域有望繼續重疊及融合，而ZRC 2.0對此的定位恰到好處。

    ZigBee RF4CE依然完全向後相容傳統的紅外技術。ZigBee遠端控制可自動檢測并下載下傳需要紅外的傳統裝置所需的代碼集。由于具有以上所有功能以及得到國際上的認可，RF4CE使得 ZigBee成為智能家居的重要推動者也就不足為奇了，而智能家居又給有線電視營運商和電視營運商的服務帶來了重大的新機遇。

    除了超低功耗需求外（可與低功耗藍牙媲美，而覆寫範圍更好），ZigBee RF4CE的關鍵增值特性就是低延時。使用者接口裝置能從低延時中受益，原因是這些接口裝置使得産品制造商能即時向使用者提供即時回報（通常在30毫秒以内）。一般而言，網狀網絡（包括Thread）傾向具有高達幾百毫秒或以上的延時，造成使用者很不愉悅的體驗。幾乎所有人都經曆過按下按鈕後沒有反應，然後再按下按鈕，燈光終于亮起，卻又立即關掉的情形：這很令人崩潰！現今，采用有線的照明開關不會産生類似情況，是以沒人僅僅由于「現在是用無線的」作為理由而接受這種窘況。能夠在網絡中新增低延時的人性化接口裝置對ZigBee而言非常關鍵。

ZigBee Green Power

    ZigBee 3.0還包括ZigBee Green Power。ZigBee Green Power最初是制定為超低功耗的無線标準，用以支援能量收集裝置。能量收集裝置是指不使用電池也能從環境中提取能量需求（如運動、光線、壓電、帕爾貼效應等）的裝置。最常見的應用是照明開關，其中，開關的拉動産生了能量，然後向電燈傳送無線通信包（「開」、「關」等）。Green Power對于隻偶爾存在于網絡中的裝置而言十分有效（裝置通電時）。Green Power使得這些裝置能夠安全地進出網絡，是以可在大部分時間處于關閉狀态。

    作為超低功耗的無線技術，Green Power對于使用電池供電的裝置而言也是非常有效的，這是因為其使得這些裝置能用同一電池運作多年。Green Power同時還允許低成本端網點與網絡中其他裝置通信，特别是在不需要mesh的情況下。總之，Green Power是ZigBee 3.0的重大補充。

ZigBee 3.0 IP相容性

    ZigBee 3.0也完全相容IP。ZigBee裝置與WiFi裝置類似，通常通過路由器、網關或機頂盒連接配接到網際網路，讓人可在世界其他地方利用連接配接了網際網路的個人計算機、平闆電腦或智能手機應用程式等任何其他裝置實作即時控制。由于ZigBee 完全相容WiFi和 IP，是以沒有必要在手機本身插入ZigBee晶片，進而發現和控制ZigBee連接配接的智能家居和物聯網裝置。隻要通過任何聯網中心（如路由器、機頂盒、網關）均可讓這一切實作，這意味着，通過WiFi或蜂窩網進行聯網的個人計算機和智能手機可以作為訓示闆，并其可以毫不費力地發現并與其他ZigBee裝置進行通信。

ZigBee 3.0

    ZigBee 3.0具有開放性、普遍性和完整性，可與現有的網際網路應用程式完全互相操作。現在，相關裝置已經可以批量供貨，預計可從每周生産一百萬台至每天生産一百萬台不等，可能已經有五億台ZigBee裝置面世。ZigBee 3.0是智能家居的最佳解決方案，應用範圍廣泛：照明、安全、恒溫器、遙控器等。ZigBee 3.0十分安全，支援不使用電池的裝置、網狀、低延時以及能量收集，更是無與倫比，甚至未受到過挑戰，即使Thread想方設法地想對其提出挑戰。對于許多應用程式創造者而言，它是高于IEEE 802.15.4無線電技術的獨一聯網解決方案。将來，我們許多的物聯網傳感和控制網絡及應用程式會把ZigBee 3.0視為低能耗的WiFi。 

引用位址：http://www.eeworld.com.cn/IoT/2015/0729/article_1358.html