標準簡化無線傳感和控制網絡開發(fā)

繼無線語音和數據網絡之后，用于傳感和控制的無線網絡成為令人激動的第三代無線網絡。無線通信與新興的能量采集和低功耗傳感器網絡相結合將帶來的全新電子設備，從而對人們的娛樂、工作和日常生活事務管理方式產生革命性影響。

盡管聯(lián)網“智能”傳感器帶來了前所未有的市場機會，但它同時也給設計人員提出獨特的挑戰(zhàn)，尤其是在成本、全球管制標準的兼容性、各品牌產品之間的互操作性、多方貨源等方面，當然還包括驅動與維護可靠性、永遠在線的連接能力等。這種連接能力必須能在住宅或苛刻的環(huán)境中，以及具有環(huán)境控制與自動化安全應用的“綠色”樓宇中維持許多年。

通過采用一系列用于無線電和軟件堆棧的標準，將有助于開發(fā)人員獲得面向未來低功耗無線傳感器網絡的有效而清晰的路線圖。

對傳感器的要求與對無線語音和數據網絡的要求完全不同。最顯著的差異點在于供電：傳感器通常采用不可再充電的硬幣電池供電，或者通過太陽能電池板、振動能量采集裝置等獲取供電能量，而且其工作時間必須長達數年。其它傳感器特有的應用要求與自動網絡組織、可靠性、通信范圍和單個網絡中受支持的節(jié)點數有關。

對于無線傳感器收發(fā)器而言，主流標準是IEEE 802.15.4，數家供應商針對該標準提供兼容的收發(fā)器芯片。一些芯片是該標準的最低實現(xiàn)方案；另外一些芯片則提供在某些應用領域中有用的附件，諸如針對硬幣電池和無電池應用的節(jié)能功能。

ZigBee由一個擁有活躍市場的強大的動態(tài)標準團體支持，它專注于各種商業(yè)、家庭自動化和工業(yè)市場。ZigBee Pro類似于ZigBee，但前者可為不利于無線電的環(huán)境提供更強大的抗干擾能力以及更寬的范圍和更多的節(jié)點。

ZigBee專用協(xié)議由針對具體功能的ZigBee協(xié)議子集組成。這些面向任務的更小堆棧需要更低的MIPS和更少的閃存，并且其功耗更低。目前已經開發(fā)并發(fā)布了用于智能能量和家庭自動化的專用協(xié)議。ZigBee綠色電源協(xié)議仍在開發(fā)之中。該協(xié)議針對能量采集解決方案，將為具有ZigBee網絡與傳感器的超低功耗能量供應的無縫連接能力提供指導。

ZigBee組織表示，綠色能源將使ZigBee和ZigBee Pro網絡實現(xiàn)新的能力，并將為在住宅、商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中部署使用能量采集的開關、傳感器和控制器提供具有競爭力的成熟市場。

ZigBee組織曾在今年年初宣布與四家全球最大的消費電子制造商合作。最終產生了ZigBee RF4CE標準，該標準為針對家庭自動化和娛樂應用的基于ZigBee的RF遙控和設備開發(fā)提供了公共平臺。ZigBee RF4CE標準將為消費者提供能夠穿透墻壁和房門進行傳輸的多功能遙控、互動功能。而且，利用ZigBee的低功耗特性，采用內部硬接線的單個硬幣電池供電可使設備工作時間達到十年以上。

通過構建結合ZigBee與低功耗路由（LPR）網絡精髓的網狀網絡，有可能設計和開發(fā)出“無電池”網絡；網狀節(jié)點路由器仍然需要采用電池來驅動，但是無電池終端設備可以通過能量采集解決方案供電。這樣以來整個網絡都可由一臺供電的網絡控制設備進行控制。