ZigBee是智能家居市场下一个引爆点? _大健康派

ZigBee是智能家居市场下一个引爆点?

2018-12-24 13:35 全球物联网观察

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看到ZigBee这个名字,我们大概能猜到它的由来离不开“蜜蜂”。蜜蜂(bee)是用“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀“翩翩起舞”来进行通讯,因此,这个形象的名字由此产生。可是已经有了WiFi、蓝牙,为何还需要ZigBee?

虽然蓝牙技术许多优点,但对工业、家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言,它显得太复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等。

特别是在工业自动化领域,对无线数据通信的需求越来越强烈。对于工业现场,这种无线数据传输必需有很高的可靠性,并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。

因此,ZigBee协议在2003年正式问世。

ZigBee的Mac层、PHY层基于 IEEE802.15.4协议。根据这个协议规定的技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术,可以嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能。

ZigBee有何魅力?

1、低功耗

在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个节点工作6-24个月,甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比之下蓝牙可以工作数周、WiFi可以工作数小时;

2、低成本

通过大幅简化协议是成本很低(不足蓝牙的1/10),降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB代码,子功能节点少至4KB代码,而且ZigBee的协议专利免费;

3、短时延

ZigBee的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3-10s、WiFi需要3s;

4、高容量

ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000个节点的大网;

5、高安全

ZigBee提供了三级安全模式,包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码,以灵活确定其安全属性。

发展:最新ZigBee3.0推出

ZigBee协议的诞生源于对工业物联网的需求,之后,为了满足不同的应用背景,ZigBee联盟先后颁布了一系列协议。然而,这些应用层协议独立并不互通。

早期ZigBee版本由于标准化较差,给了厂商太多选择,很多厂商虽然采用了ZigBee HA的协议,但是终端的智能家居厂商根据自家的需求定制化了ZigBee HA,而非标准ZigBee协议,导致不同厂家产品并不能互联互通。

2016年5月,ZigBee联盟推出了ZigBee3.0标准,其主要的任务就是为了统一上述众多应用层协议,解决了不同应用层协议之间的互联互通问题。用户只要购买任意一个经过ZigBee3.0的网关就可以控制不同厂家基于ZigBee3.0的智能设备。

产业联盟不断扩大

2001年8月,Zigbee联盟成立,成员包括国际著名半导体生产商、技术提供者、技术集成商以及最终使用者。

今年,Zigbee联盟推出“认证转让计划”,简单来说就是联盟推进者、参与者成员按照Zigbee的规定可提供白标认证产品对客户提供贴牌服务,同时保留该产品认证资格。

这样的措施能够让一些非成员公司进入快速发展的物联网市场,无需自己投入专业资源开发设计相关产品。

未来是挑战 也是机遇

1、应用

ZigBee应用范围非常广泛,除了上文提到的工业自动化、家庭自动化、遥测遥控等,它还用于汽车自动化、农业自动化和医疗护理、油田、电力、矿山和物流管理等领域。

具体来说,ZigBee应用于照明控制、环境控制、自动读表系统、各类窗帘控制、烟雾传感器、医疗监控系统、大型空调系统、内置家居控制的机顶盒及万能遥控器、暖气控制和楼宇自动化等。

而近年来,关于智能家居的无线联网标准一直争议不断,常常拿来比较的就是ZigBee与WiFi,两者对比有哪些优劣?见下图。

此外,ZigBee技术在智能家居中的应用,具有以下优点:

抗干扰力强

ZigBee收发模块使用的是2.4G直序扩频技术,比起一般FSK,ASK和跳频的数传电台来,具有更好的抗干扰能力。

保密性好

ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,加密算法采用通用的AES-128,长达128位的密码给ZigBee信号传输的保密性提供了保障。

可扩展性强

ZigBee组网容易,自恢复能力强,因此,便于在智能家居中进行扩展,增加新设备。

2、挑战

ZigBee技术在智能家居中,固然有着加密高,安全性好等优点。然而,我们不得不认识到,成本高,自组网和巨大的网络容量成了摆设等问题,也制约着ZigBee技术在智能家居产品中的应用和推广。灵活运用ZigBee技术的优点,并且克服其缺点,才能够更好地提供高性价比、高可靠性的智能家居产品。

结语:虽然,我国基于ZigBee技术的无线网络仍然处于探索阶段,它的技术、应用还未成熟。国内企业在此时加大投入力度,或许可以抓住商机,推动整个行业的发展,进而引爆智能家居市场!



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