物聯(lián)傳感zigbee無線技術助力智能家居

        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。完全滿足空調系統(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、家用電器的遠程控制等應用需求。

        目前zigbee協(xié)議部分基本已經趨于穩(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(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技術的智能家居產品研發(fā)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、通訊網絡穩(wěn)定度和性能上有了更大的提升。

        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、藍牙和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。

        藍牙和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。它們擁有非常大的無線技術容量，但并不像zigbee一樣是以監(jiān)控為明確目標的無線傳感器網絡應用標準。藍牙技術已高度成熟，具有多種規(guī)范，現(xiàn)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、移動電話和高品質耳機等。Wi-Fi技術使用開放的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，最高數傳率為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(fā)器的功耗較大，集成到Mesh網絡比較困難，且價格也較高。

        UWB原屬軍方專用技術，2002年2月美國聯(lián)邦通信委員會正式將其解禁。UWB一直被看作是藍牙技術的替代品，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。

        上述標準中最具可比性的是藍牙和zigbee技術。zigbee源于藍牙，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(xù)更新的場合，如工業(yè)控制和監(jiān)控領域。而且zigbee是當前唯一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(qū)域，而藍牙則只為10~100m范圍內的短程網絡而設。就制造成本而言，zigbee芯片現(xiàn)在遠比藍牙芯片便宜。

        相對于現(xiàn)有的各種無線通信技術，zigbee將是功耗和成本最低的技術，并且能夠用于藍牙、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。生產商最終可以利用zigbee這個標準化無線網絡平臺，設計出簡單、可靠、便宜又節(jié)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(yè)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(tǒng)一，沒有一個行業(yè)規(guī)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?；A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(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(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先進性來單一評價，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。