當智能家居插上ZigBee的翅膀
閱讀：451發布時間：2013-1-16
當智能家居插上ZigBee的翅膀
ZigBee作為一種經濟的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。已經被越來越多的人多熟知，其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。非常適合用于家居自動化控制和遠程控制領域，可以輕松嵌入到各種家庭電器設備中。*空調系統的溫度控制、照明的自動控制、窗簾的自動控制、煤氣計量控制、家用電器的遠程控制等應用需求。
目前ZigBee協議部分基本已經趨于穩定和實用，ZigBee聯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HomeAutomation的完善方案以及具體規范。RF4CE聯盟的成立也把ZigBee技術應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紅外遙控器帶來了新的挑戰。為此各個ZigBee芯片廠商也都推出了其優勢產品，TI公司推出一款特別針對ZigBee/IEEE802.15.4和ZigBeeRF4CE的低功耗RF解決方案CC2530。基于CC2530的RF開發工具也被國內ZigBee無線龍科技推出。為將要進入基于ZigBee技術的智能家居產品研發領域的公司提供了極大的便利。相對于TI早先的ZigBee芯片，CC2530將內置閃存由之前的128K提升到今天的256K，以滿足更復雜的應用需求。比如今天的ZigBeeSmartEnergy，就需要更強大的閃存。在RF特性上，輸出功率從以前zui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、通訊網絡穩定度和性能上有了更大的提升。
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當今市場上比較熱門的無線網絡技術除了Zigbee外，主要還有Wi-Fi、Bluetooth和NFC等。一些大公司為開拓市場和應用領域，也在積極研究和制定一些新的無線組網通信技術標準，如UWB、Z-Wave等。這些技術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，或符合某些單一應用場景的需要，或滿足競爭技術的差異化等。
Bluetooth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。它們擁有非常大的無線技術容量，但并不像ZigBee一樣是以監控為明確目標的無線傳感器網絡應用標準。Bluetooth技術已高度成熟，具有多種規范，現已廣泛應用于局域網絡中各類數據及語音設備，如PC、撥號網絡、筆記本電腦、打印機、傳真機、數碼相機、和高品質耳機等。Wi-Fi技術使用開放的2.4GHz附近的頻段，zui大覆蓋范圍為100m。一般來說，帶有這個標志的產品表明可以利用它們方便地組建一個無線局域網。Wi-Fi目前有3個使用標準：IEEE802.11a/b/g，zui高數傳率為54Mb/s。尚在孕育并值得期待的802.11n標準數傳率將達到150～600Mb/s。但是Wi-Fi收發器的功耗較大，集成到Mesh網絡比較困難，且價格也較高。
UWB原屬*技術，2002年2月美國聯邦通信委員會正式將其解禁。UWB一直被看作是Bluetooth技術的替代品，其數傳率達到100～480Mb/s，但覆蓋距離很短不超過10m。UWB已有芯片和模組產品，但沒有網狀網組網能力。
上述標準中可比性的是Bluetooth和ZigBee技術。ZigBee源于Bluetooth，但比后者更簡單，速率更慢，功率及費用也更低，且大多數時間處于睡眠模式，更加適用于那些不需要實時傳輸或連續更新的場合，如工業控制和監控領域。而且ZigBee是當前*面向無線傳感器網絡的技術標準，其網狀網組網能力使其應用范圍可伸延至數百、甚至數千米的廣泛區域，而Bluetooth則只為10~100m范圍內的短程網絡而設。就制造成本而言，ZigBee芯片現在遠比Bluetooth芯片便宜。
相對于現有的各種無線通信技術，ZigBee將是功耗和成本zui低的技術，并且能夠用于Bluetooth、Wi-Fi、UWB、GPRS以及其他無線技術不能覆蓋的大部分應用領域，另外它還具有網絡容量大的特點，可以將上萬個設備組成網絡。生產商zui終可以利用ZigBee這個標準化無線網絡平臺，設計出簡單、可靠、便宜又節能的智能家居產品電子產品。
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概念，至今也沒有達到一個理想的普及率，究其原因主要有幾點：標準較難統一，沒有一個行業規范，各自廠家產品不能兼容。解決方案價格昂貴，方案公司缺乏，缺乏相關產品設備。基礎設施布建困難，網絡拓撲復雜多樣，使用門檻較高。然而ZigBee的一些技術特性對于家庭應用也或多或少有些局限，比如它功耗低直接表現為發射功率低，這樣其傳輸距離有限，很難直接覆蓋整個家庭區域，需要通過路由的方式來進行通信覆蓋，從而增加了網絡的復雜程度。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技術有短板，但是它強大的組網功能就是這塊短板的彌補，沒有一向技術是沒有任何瑕疵的，所以ZigBee技術是智能家居應用中比較合適的選擇。
雖然有些人認為ZigBee技術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。一種技術的成功與否不能只就其*性來單一評價，而是要結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，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。
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