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ZigBee技術(shù)引領(lǐng)無線數(shù)字生活

如今，各種近距離無線傳輸技術(shù)層出不窮，Bluetooth(藍(lán)牙)、ZigBee、Wi—Fi、WiMAX、無線USB、UWB等等，競爭激烈，各有千秋。但隨著通信距離的增大，設(shè)備的復(fù)雜度、功耗以及系統(tǒng)成本的增加，相對于現(xiàn)有的各種無線通信技術(shù)，ZigBee技術(shù)的低功耗、低成本、容量大、安全性高等諸多優(yōu)勢使其在激烈的競爭中逐漸脫穎而出。
年初的美國CES電子展上，三星公司展示了一款最新的ZigBee手機(jī)，這款手機(jī)把具有ZigBee技術(shù)的收發(fā)模塊封裝在了機(jī)殼背面，擁有這款手機(jī)的多個用戶可以在半徑100m左右的范圍內(nèi)進(jìn)行相互連接，并可進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。與此同時，韓國第三大移動手持設(shè)備制造商Pantech&Curitel公司也開始著手研制ZigBee手機(jī)，該手機(jī)可通過無線方式將家中或是辦公室內(nèi)的PC，家用設(shè)備和電動開關(guān)連接起來。華立儀表集團(tuán)有限公司日前也推出了嶄新的無線自動儀表讀取系統(tǒng)。
ZigBee，一種新穎的無線傳輸技術(shù)開始真正走入我們的生活。

究竟什么是ZigBee？
1999年，藍(lán)牙技術(shù)開始走向應(yīng)用，但因芯片價格高，廠商支持力度不夠，傳輸距離限制以及抗干擾能力差等問題而發(fā)展緩慢。低功耗、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)需求使ZigBee應(yīng)運而生。ZigBee一詞來源于蜂群使用的賴以生存和發(fā)展的通信方式，蜜蜂通過條ZigZag形狀的舞蹈來傳遞新發(fā)現(xiàn)和食物源的位置、距離與方向等信息。
2000年的12月，IEEE（美國電子和電氣工程師協(xié)會）成立了IEEE 802.15.4工作組，致力于開發(fā)一種可應(yīng)用在固定、便攜或移動設(shè)備上的，低成本、低功耗的低速率無線連接技術(shù)。
2001年8月，美國HONEYWELL等公司發(fā)起成立了ZigBee聯(lián)盟，他們提出的ZigBee技術(shù)被確認(rèn)為IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。
2002年，摩托羅拉，飛利浦和三菱等企業(yè)加盟ZigBee聯(lián)盟，06年中國的華為公司也加入了該聯(lián)盟，現(xiàn)聯(lián)盟內(nèi)有180多個成員企業(yè)，包括軟件供應(yīng)商、系統(tǒng)集成商和終端產(chǎn)品商。
2003年，IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)獲得通過，并在2004年12月推出了ZigBee技術(shù)規(guī)范1.0版本。
ZigBee技術(shù)主要應(yīng)用在短距離范圍內(nèi)以及數(shù)據(jù)傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間，因此非常適用于家電和小型電子設(shè)備的無線控制指令傳輸。其典型的傳輸數(shù)據(jù)類型有周期性數(shù)據(jù)（如傳感器），間歇性數(shù)據(jù)（如照明控制）和重復(fù)低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)（如鼠標(biāo)）。其目標(biāo)功能是自動化控制，它采用跳頻技術(shù)，使用的頻段分別為2.4GHz (ISM)、868MHz(歐洲) 及915MHz（美國）。而且均為免執(zhí)照頻段，有效覆蓋范圍10~75m。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)速率降低到28kb/s時，傳輸范圍甚至可以擴(kuò)大到134m，具有更高的可靠性。

ZigBee技術(shù)的主要特點有那些？
一、 低速率
數(shù)據(jù)傳輸速率只有20~250kb/s，分別提供250kb/s (2.4GHz),40kb/s (915MHz)和20kb/s (868MHZ) 的原始數(shù)據(jù)吞吐率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。
二、 低功耗
在低耗待機(jī)模式下，兩節(jié)普通5號電池可使用6~24個月，免去了充電或者頻繁更換電池的麻煩
三、 低成本
因為ZIGBEE數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本。且ZIGBEE協(xié)議免收專利費。ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊一般在1000元以下，而主要使用的網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點的價格可降到100元以下。
四、 網(wǎng)絡(luò)容量大
ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)可由一個節(jié)點管理若干子節(jié)點，最多一個節(jié)點可以管理254個子節(jié)點。同時該節(jié)點還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理?？山M成65536個節(jié)點的大型網(wǎng)絡(luò)。
五、 時延短
ZIGBEE的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需要30ms，進(jìn)一步節(jié)約了能源。相對而言，Bluetooth需要3~10s，Wi—Fi需要3s.
六、 安全性高
ZIGBEE提供了三級安全模式，包括無安全設(shè)定，使用接入控制清單（ACL）防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級加密標(biāo)準(zhǔn)（ASE-128）的對稱密碼，以靈活確定其安全性。

ZigBee將會給我們的生活帶來哪些改變？
ZigBee低成本、低功耗、低傳輸率、安全性好的特點，使它很適合應(yīng)用于對家用電器和小型電子設(shè)備的無線控制領(lǐng)域。
在家電控制領(lǐng)域，ZigBee的目標(biāo)是使家電實現(xiàn)自動化，ZigBee技術(shù)相對現(xiàn)在的紅外遙控技術(shù)要先進(jìn)很多，使用者不用再拿著各種遙控器站在家電前進(jìn)行操作，ZigBee技術(shù)通過無線方式將各種電子和電器產(chǎn)品連接起來，用戶只需使用一個遙控器在規(guī)定范圍內(nèi)就可以操控各種家用電器，而且遙控模塊可嵌套在諸如手機(jī)和PDA之類的便攜電子器件中，用戶只需在手機(jī)上設(shè)定相應(yīng)的操作，家電就會按照規(guī)定自動完成這些指令，同時每個操作都會有反饋信息說明操作已完成。另外ZigBee技術(shù)還有一些高端應(yīng)用，比如當(dāng)房主在超市購物時，可以發(fā)一條指令，以了解冰箱中的牛奶、肉類和蔬菜的數(shù)量，確定是否需要再購買。ZigBee技術(shù)的這些優(yōu)點將會給我們的生活帶來極大的便利，從而在真正意義上實現(xiàn)了我們常說的智能家居。
在生產(chǎn)領(lǐng)域和其他領(lǐng)域，ZigBee技術(shù)都有著有廣闊的應(yīng)用前景。在運動休閑領(lǐng)域，一條使用了ZigBee技術(shù)的高爾夫球道能夠預(yù)測降雨，進(jìn)而調(diào)節(jié)自動灑水系統(tǒng)，推遲既定日程中的噴灑時間或者使噴灑范圍集中在降雨量較少的球道。在酒店服務(wù)行業(yè)，一家應(yīng)用了ZigBee技術(shù)的酒店可以自動感知房間是否是空的，于是關(guān)閉該房間的取暖或制冷系統(tǒng)以便節(jié)能。在食品零售業(yè)中，安置在一板巧克力上的ZigBee標(biāo)簽不僅僅只是提供巧克力是否到達(dá)目的地的信息，它還能告訴生產(chǎn)商，是否因為放在陽光下運輸使得它周圍的溫度上升，獲取到信息的廠商就可以通知運輸部門在巧克力融化之前把它們移到合適的位置。 在礦井生產(chǎn)中，安裝了Zigbee 收發(fā)模塊的工作服可以告訴控制中心礦工的準(zhǔn)確位置，同樣的系統(tǒng)也可以應(yīng)用在小區(qū)車輛管理中。以上的這些還只是ZigBee技術(shù)應(yīng)用的一小部分。Zigbee技術(shù)的目標(biāo)就是實現(xiàn)工業(yè)、家庭自動化、遙測遙控、汽車自動化、農(nóng)業(yè)自動化和醫(yī)療護(hù)理等等領(lǐng)域的無線自動化。
可以預(yù)見，在不遠(yuǎn)的將來，會有越來越多的內(nèi)置ZigBee功能的設(shè)備進(jìn)入我們的視野，它們將極大地改善人們的生活。
ZigBee未來的發(fā)展？
美國Ember公司是全球主要的ZigBee芯片供應(yīng)商，現(xiàn)已推出第一款全集成的ZigBee芯片，它大大降低了ZigBee設(shè)備的成本，目前ZigBee芯片的價格已降至2美元以下。飛思卡爾公司也已經(jīng)推出了一站式ZigBee—Ready平臺，包括射頻收發(fā)器，MCU、傳感器、MAC配件、Z—StackZigBee軟件以及靈活的開發(fā)工具套間，從而使開發(fā)ZigBee產(chǎn)品變的簡單。
年初的美國CES電子展上，ZigBee聯(lián)盟宣布，將開始為ZigBee產(chǎn)品提供“ZigBee認(rèn)證”標(biāo)簽，以保證產(chǎn)品完全互用，并易于用于ZigBee網(wǎng)絡(luò)。ZigBee聯(lián)盟表示，該認(rèn)證流程將使會員公司可以測試消費市場中出現(xiàn)的ZigBee產(chǎn)品，這樣一來，這些產(chǎn)品能夠貼上“經(jīng)過ZigBee認(rèn)證(ZigBee Certified)”標(biāo)簽，面向家庭、工業(yè)或商用市場。
ZigBee聯(lián)盟主席BobHeile談到：“一系列嚴(yán)格的認(rèn)證要求對確保ZigBee產(chǎn)品具有端到端的互操作性而言，非常重要。如果我們可以確保ZigBee產(chǎn)品之間可以輕易地完全相容，就可以開發(fā)數(shù)不清的潛在ZigBee應(yīng)用?！?BR>ZigBee技術(shù)在2004年12推出了1.0版本后，2005年5月各家平臺供應(yīng)商的產(chǎn)品陸續(xù)得到驗證，而系統(tǒng)的開發(fā)時間一般是6到9個月，所以2006年一季度，市場上就陸續(xù)出現(xiàn)了各種基于ZigBee技術(shù)的產(chǎn)品。
三星公司在年初的一次技術(shù)報告中指出，ZigBee芯片的市場規(guī)模目前還非常小，僅有期待的1/10左右。我們有理由相信，未來的幾年應(yīng)該是ZigBee蓬勃發(fā)展的幾年，ZigBee技術(shù)將會引領(lǐng)我們進(jìn)入到一個全新的無線數(shù)字化世界。