本文簡要介紹智能家居的現(xiàn)狀、Zigbee的基本情況以及Zigbee技術(shù)用于智能家居系統(tǒng)的優(yōu)勢

*，十多年前智能家居的概念已經(jīng)在國內(nèi)出現(xiàn)，但時至今日，智能家居還沒有進入繁榮期，市場也一直處于低迷階段，基本上沒有太大突破。

　　智能家居發(fā)展較慢的障礙主要有以下幾方面：
　　
1.產(chǎn)品價格

智能家居采用的技術(shù)都離不開各種網(wǎng)絡、控制和軟件技術(shù)，因此，比起傳統(tǒng)產(chǎn)品(如開關、窗簾等)來說要貴很多。一個智能開關起碼要比普通的開關貴十倍以上的價格。因此，對普通家庭來說，如果沒有真正的需求，一般是不會考慮的。

2.技術(shù)標準

2005年*認可了”E家佳”和“閃聯(lián)”兩個智能家居推薦標準外，但是它們并沒有得到很好的普及。國外和國內(nèi)各廠商實際使用的各種標準在中國市場上是五花八門，并沒有形成zui主流和普遍使用的技術(shù)標準。

3.安裝方式

這是產(chǎn)品研發(fā)和推廣的致命難關。

如果采用傳統(tǒng)、成熟的總線技術(shù)產(chǎn)品，難以讓多數(shù)消費者接受。因為，這必須要在裝修前就要預埋管線，工程難度大、技術(shù)要求高，并且一旦裝修完畢，就很難再做修改，這對于還在不斷學習和嘗試感受新事物過程中的消費者來說是很難接受的。

基于無線315MHz、433MHz的公共頻段(該頻段上還包括遙控玩具、報警器、遙控門鎖等)的無線智能家居家居系統(tǒng)，則存在產(chǎn)品抗*力差導致系統(tǒng)不穩(wěn)定、系統(tǒng)反映慢導致用戶體驗較差、產(chǎn)品功耗大等缺陷。

對于基于電力載波技術(shù)的產(chǎn)品，同樣存在系統(tǒng)不穩(wěn)定的缺點。原因在于中國的電力線環(huán)境中存在較多的雜波信號，使通過電力線傳輸?shù)目刂菩盘柺艿礁蓴_，難以保證其控制信號傳輸?shù)目煽啃浴?br />
4.操作復雜

智能家居產(chǎn)品大多存在設置、操作復雜的問題，有很多花哨、不必要的功能。智能家居系統(tǒng)在很多時候，更象是一個專業(yè)的控制系統(tǒng)，而不是一個普通老百姓可以操作的家電產(chǎn)品。去繁就簡，使系統(tǒng)更易于操作、更人性化才是智能家居系統(tǒng)得以普及的關鍵。

如何清除上述障礙，是智能家居能得到真正的普及？Zigbee技術(shù)給我們提供一個很好的解決思路。

ZigBee技術(shù)是一種用于短距離范圍內(nèi)、低數(shù)據(jù)量、低傳輸速率下的電子設備之間的無線通信技術(shù)。ZigBee名字來源于“Bee”蜜蜂，“Zig”意思是走“之”字形，是蜜蜂通過跳之字形狀的舞蹈將花和蜂蜜所在地的訊息正確的傳達給其他蜜蜂。ZigBee技術(shù)也具備相似的通訊能力，可以將信息通過ZigBee網(wǎng)路傳遞給其他ZigBee裝置。

ZigBeeAlliance定義網(wǎng)路層(NWK)、應用層(APS)與安全層(Security)規(guī)格。NWKzui重要的工作，在于負責網(wǎng)絡機制的建立與管理，并具有自動組網(wǎng)以及自動修復路徑的功能。在NWK中，ZigBee定義了三種角色，*個是協(xié)調(diào)器(Coordinator)，負責網(wǎng)路的建立以及網(wǎng)絡地址(NetworkAddress)的分配；第二個是路由器(Router)，主要負責找尋、建立以及修復數(shù)據(jù)包的路由路徑，并負責轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)包，同時也具有網(wǎng)路位置的分配的能力；zui后一個是終端設備(EndDevice)，只能選擇加入別人已經(jīng)形成的網(wǎng)絡(WPAN)，可以收發(fā)資料，但不能轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)包(Routing)。

　　ZigBee技術(shù)的特點：
　　
1.超低功耗

由于ZigBee技術(shù)傳輸速率低、傳輸數(shù)據(jù)量很小、內(nèi)存使用量少，因此信號的收發(fā)時間很短，ZigBee節(jié)點可以在大部分時間內(nèi)處于睡眠狀態(tài)，而在睡眠狀態(tài)下Zigbee收發(fā)模塊的工作電流一般在幾微安左右。

當需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，Zigbee可以在15ms或更短的時間內(nèi)由睡眠狀態(tài)進入工作狀態(tài)，因此即使處于睡眠狀態(tài)的節(jié)點也能做到低時延。

因此ZigBee節(jié)點非常省電，特別是在睡眠狀態(tài)占設備總運行時間的比例較大的情況下。一般來說，堿性電池可以使用半年到數(shù)年。在收發(fā)狀態(tài)比例較少的情況下，電池壽命甚至可以超過10年。

2.網(wǎng)絡容量大

一個Zigbee網(wǎng)絡理論上可以支持65536個ZigBee網(wǎng)路節(jié)點。

3.數(shù)據(jù)傳輸可靠

至于可靠性，ZigBee有很多方面進行保證，首先是物理層采用了擴頻技術(shù)，能夠在一定程度上抵抗干擾；MAC層和應用層(APS部分)有應答重傳功能，另外MAC層的CSMA機制使節(jié)點發(fā)送之前先監(jiān)聽信道，選擇相對空閑的信道進行通訊，也可以起到避開干擾的作用；網(wǎng)絡層采用了網(wǎng)狀網(wǎng)的組網(wǎng)方式，從源節(jié)點到達目的節(jié)點可以有多條路徑，路徑的冗余加強了網(wǎng)絡的健壯性。如果原先的路徑出現(xiàn)了問題，比如受到干擾，或者其中一個中間節(jié)點出現(xiàn)故障，ZigBee可以進行路由修復，另選一條合適的路徑來保持通信。另外，頻率捷變(frequencyagility)也是ZigBee加強其可靠性的一個重要特性。當ZigBee網(wǎng)絡受到外界干擾，比如Wi-Fi的干擾，無法正常工作時，整個網(wǎng)絡可以動態(tài)的切換到另一個工作信道上。

4.時延短

ZigBee的響應速度較快，從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點連接進入網(wǎng)絡只需要30ms，既節(jié)約了能源又縮短了時間。相對而言，Bluetooth需要3~10s，WiFi需要3s。

5.安全性

ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查功能，阻止攻擊者對數(shù)據(jù)進行修改；提供認證功能，阻止攻擊者修改、模仿Zigbee設備；采用采用128bitsAES加密算法，防止偵聽數(shù)據(jù)；這些措施確定Zigbee網(wǎng)絡的安性。

6.實現(xiàn)成本低

由于對資源要求低、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，產(chǎn)品的構(gòu)成成本自然降低，再加上Zigbee協(xié)議為免費用，其大量市場的應用必然大幅度降低芯片的成本。

　　ZigBee技術(shù)在數(shù)字家庭領域的應用

　　在家居中有很多電器和電子設備，如電燈、電視機、冰箱、洗衣機、電腦、空調(diào)等等，可能還有煙霧感應、報警器和攝像頭等設備，使用了ZigBee技術(shù)，可以把這些電子電器設備都起來，組成一個網(wǎng)絡，還可以通過網(wǎng)關連接到Internet，這樣用戶就可以方便的在任何地方監(jiān)控自己家里的情況。

　　采用Zigbee技術(shù)構(gòu)建智能家居系統(tǒng)的優(yōu)勢：
　　
1.低成本

與有線智能家居系統(tǒng)相，ZigBee無線系統(tǒng)*省去了管線設計、施工、安裝、維護所帶來的一大堆成本；另外，對于已經(jīng)裝修好的家居來說，可以直接安裝智能家居系統(tǒng)，無需進行破壞原有的裝修設計進行重新布線、施工；

2.安裝簡易快捷

基于無線傳輸?shù)腪igBee智能家居系統(tǒng)提供了一套無需在設備間額外安裝控制信號線的解決方案，只需更換傳統(tǒng)的墻壁開關就可立即實現(xiàn)對燈光、窗簾等電器的智能控制，任何一個非專業(yè)的電工都能安裝；還可以以簡易的方式對系統(tǒng)進行擴展和修改。

3.操作簡易

對于家居的各種電器控制，Zigbee系統(tǒng)的操作非常簡單。開啟系統(tǒng)后各種家電設備即可自動組網(wǎng)，無需用戶的過多干預。系統(tǒng)啟動后的操作也很簡單，比如一鍵就可以同時控制燈光、窗簾、音樂等構(gòu)成的場景。使用者也無需擔心系統(tǒng)的設置和記憶問題。

4.系統(tǒng)穩(wěn)定可靠

Zigbee協(xié)議本身具有保證數(shù)據(jù)可靠傳輸、系統(tǒng)安全的機制，所以以Zigbee技術(shù)構(gòu)建的智能家居系統(tǒng)，在穩(wěn)定性、安全性方面有先天的優(yōu)勢。

         物聯(lián)傳感---薛慧：  

        相關閱讀：http://wuliancg.cn.gongchang.com