ZigBee技術引領無線數字生活

如今，各種近距離無線傳輸技術層出不窮，Bluetooth(藍牙)、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，設備的復雜度、功耗以及系統成本的增加，相對于現有的各種無線通信技術，ZigBee技術的低功耗、低成本、容量大、安全性高等諸多優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，這款手機把具有ZigBee技術的收發模塊封裝在了機殼背面，擁有這款手機的多個用戶可以在半徑100m左右的范圍內進行相互連接，并可進行聯網。與此同時，韓國第三大移動手持設備制造商Pantech&Curitel公司也開始著手研制ZigBee手機，該手機可通過無線方式將家中或是辦公室內的PC，家用設備和電動開關連接起來。華立儀表集團有限公司日前也推出了嶄新的無線自動儀表讀取系統。
ZigBee，一種新穎的無線傳輸技術開始真正走入我們的生活。

究竟什么是ZigBee？
1999年，藍牙技術開始走向應用，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展緩慢。低功耗、低成本的無線網絡需求使ZigBee應運而生。ZigBee一詞來源于蜂群使用的賴以生存和發展的通信方式，蜜蜂通過條ZigZag形狀的舞蹈來傳遞新發現和食物源的位置、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會）成立了IEEE 802.15.4工作組，致力于開發一種可應用在固定、便攜或移動設備上的，低成本、低功耗的低速率無線連接技術。
2001年8月，美國HONEYWELL等公司發起成立了ZigBee聯盟，他們提出的ZigBee技術被確認為IEEE 802.15.4標準。
2002年，摩托羅拉，飛利浦和三菱等企業加盟ZigBee聯盟，06年中國的華為公司也加入了該聯盟，現聯盟內有180多個成員企業，包括軟件供應商、系統集成商和終端產品商。
2003年，IEEE 802.15.4標準獲得通過，并在2004年12月推出了ZigBee技術規范1.0版本。
ZigBee技術主要應用在短距離范圍內以及數據傳輸速率不高的各種電子設備之間，因此非常適用于家電和小型電子設備的無線控制指令傳輸。其典型的傳輸數據類型有周期性數據（如傳感器），間歇性數據（如照明控制）和重復低反應時間數據（如鼠標）。其目標功能是自動化控制，它采用跳頻技術，使用的頻段分別為2.4GHz (ISM)、868MHz(歐洲) 及915MHz（美國）。而且均為免執照頻段，有效覆蓋范圍10~75m。當網絡速率降低到28kb/s時，傳輸范圍甚至可以擴大到134m，具有更高的可靠性。

ZigBee技術的主要特點有那些？
一、 低速率
數據傳輸速率只有20~250kb/s，分別提供250kb/s (2.4GHz),40kb/s (915MHz)和20kb/s (868MHZ) 的原始數據吞吐率，滿足低速率傳輸數據的應用需求。
二、 低功耗
在低耗待機模式下，兩節普通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數據傳輸速率低，協議簡單，所以大大降低了成本。且ZIGBEE協議免收專利費。ZIGBEE網絡節點模塊一般在1000元以下，而主要使用的網絡子節點的價格可降到100元以下。
四、 網絡容量大
ZIGBEE網絡可由一個節點管理若干子節點，最多一個節點可以管理254個子節點。同時該節點還可由上一層網絡節點管理。可組成65536個節點的大型網絡。
五、 時延短
ZIGBEE的響應速度較快，一般從睡眠狀態轉入工作狀態只需15ms，節點連接進入網絡只需要30ms，進一步節約了能源。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，包括無安全設定，使用接入控制清單（ACL）防止非法獲取數據以及采用高級加密標準（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，使它很適合應用于對家用電器和小型電子設備的無線控制領域。
在家電控制領域，ZigBee的目標是使家電實現自動化，ZigBee技術相對現在的紅外遙控技術要先進很多，使用者不用再拿著各種遙控器站在家電前進行操作，ZigBee技術通過無線方式將各種電子和電器產品連接起來，用戶只需使用一個遙控器在規定范圍內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和PDA之類的便攜電子器件中，用戶只需在手機上設定相應的操作，家電就會按照規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技術還有一些高端應用，比如當房主在超市購物時，可以發一條指令，以了解冰箱中的牛奶、肉類和蔬菜的數量，確定是否需要再購買。ZigBee技術的這些優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了我們常說的智能家居。
在生產領域和其他領域，ZigBee技術都有著有廣闊的應用前景。在運動休閑領域，一條使用了ZigBee技術的高爾夫球道能夠預測降雨，進而調節自動灑水系統，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。在酒店服務行業，一家應用了ZigBee技術的酒店可以自動感知房間是否是空的，于是關閉該房間的取暖或制冷系統以便節能。在食品零售業中，安置在一板巧克力上的ZigBee標簽不僅僅只是提供巧克力是否到達目的地的信息，它還能告訴生產商，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。 在礦井生產中，安裝了Zigbee 收發模塊的工作服可以告訴控制中心礦工的準確位置，同樣的系統也可以應用在小區車輛管理中。以上的這些還只是ZigBee技術應用的一小部分。Zigbee技術的目標就是實現工業、家庭自動化、遙測遙控、汽車自動化、農業自動化和醫療護理等等領域的無線自動化。
可以預見，在不遠的將來，會有越來越多的內置ZigBee功能的設備進入我們的視野，它們將極大地改善人們的生活。
ZigBee未來的發展？
美國Ember公司是全球主要的ZigBee芯片供應商，現已推出第一款全集成的ZigBee芯片，它大大降低了ZigBee設備的成本，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推出了一站式ZigBee—Ready平臺，包括射頻收發器，MCU、傳感器、MAC配件、Z—StackZigBee軟件以及靈活的開發工具套間，從而使開發ZigBee產品變的簡單。
年初的美國CES電子展上，ZigBee聯盟宣布，將開始為ZigBee產品提供“ZigBee認證”標簽，以保證產品完全互用，并易于用于ZigBee網絡。ZigBee聯盟表示，該認證流程將使會員公司可以測試消費市場中出現的ZigBee產品，這樣一來，這些產品能夠貼上“經過ZigBee認證(ZigBee Certified)”標簽，面向家庭、工業或商用市場。
ZigBee聯盟主席BobHeile談到：“一系列嚴格的認證要求對確保ZigBee產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產品之間可以輕易地完全相容，就可以開發數不清的潛在ZigBee應用。”
ZigBee技術在2004年12推出了1.0版本后，2005年5月各家平臺供應商的產品陸續得到驗證，而系統的開發時間一般是6到9個月，所以2006年一季度，市場上就陸續出現了各種基于ZigBee技術的產品。
三星公司在年初的一次技術報告中指出，ZigBee芯片的市場規模目前還非常小，僅有期待的1/10左右。我們有理由相信，未來的幾年應該是ZigBee蓬勃發展的幾年，ZigBee技術將會引領我們進入到一個全新的無線數字化世界。