智能照明漸成趨勢，不少LED企業(yè)都投身到智慧照明領域，然而，智能照明用的通信協(xié)議卻分很多種，且相互不兼容。那么那一種協(xié)議最適合用于智能照明呢?有人說是Zigbee......

Zigbee的起源

Zigbee，在中國被譯為“紫蜂”，它與藍牙相類似.是一種新興的短距離無線技術用于傳感控制應用(sensor and control)。此想法在IEEE 802.15工作組中提出，于是成立了TG4工作組，并制定規(guī)范IEEE 802.15.4。

2002年，zigbee Alliance成立。

2004年，zigbee V1.0誕生，它是zigbee的第一個規(guī)范，但由于推出倉促，存在一些錯誤。

2006年，推出zigbee 2006，比較完善。

2007年底，zigbeePRO推出zigbee的底層技術基于 IEEE 802.15.4，物理層和MAC層直接引用了IEEE 802.15.4。

在藍牙技術的使用過程中，人們發(fā)現(xiàn)藍牙技術盡管有許多優(yōu)點，但仍存在許多缺陷。對工業(yè)、家庭自動化控制和工業(yè)遙測遙控領域而言，藍牙技術顯得太復雜、功耗大、距離近、組網規(guī)模太小等，而工業(yè)自動化控制對無線數(shù)據(jù)通信的需求越來越強烈，而且，對于工業(yè)現(xiàn)場，這種無線數(shù)據(jù)傳輸必須是高可靠的，并能抵抗工業(yè)現(xiàn)場的各種電磁干擾。因此，經過人們長期努力，Zigbee協(xié)議在2003年正式問世。另外，Zigbee使用了在它之前所研究過的面向家庭網絡的通信協(xié)議Home RF Lite。

長期以來，低價、低傳輸率、短距離、低功率的無線通訊市場一直存在著。自從Bluetooth出現(xiàn)以后，曾讓工業(yè)控制、家用自動控制、玩具制造商等業(yè)者雀躍不已，但是Bluetooth的售價一直居高不下，嚴重影響了這些廠商的使用意愿。

如今，這些業(yè)者都參加了IEEE802.15.4小組，負責制定ZigBee的物理層和媒體介入控制層。IEEE802.15.4規(guī)范是一種經濟、高效、低數(shù)據(jù)速率(<250kbps)、工作在2.4GHz和868/928MHz的無線技術，用于個人區(qū)域網和對等網絡。它是ZigBee應用屋和網絡層協(xié)議的基礎。

ZigBee是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網絡技術，它是一種介于無線標記技術和藍牙之間的技術提案，主要用于近距離無線連接。它依據(jù)802.15.4標準，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調實現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器，所以它們的通信效率非常高。

Zigbee無線數(shù)據(jù)傳輸網絡描述

簡單來說，Zigbee是一種高可靠的無線數(shù)傳網絡，類似于CDMA和GSM網絡。Zigbee數(shù)傳模塊類似于移動網絡基站。通訊距離從標準的75m到幾百米、幾公里，并且支持無限擴展。

Zigbee是一個由可多到65000個無線數(shù)傳模塊組成的一個無線數(shù)傳網絡平臺，在整個網絡范圍內，每一個Zigbee網絡數(shù)傳模塊之間可以相互通信，每個網絡節(jié)點間的距離可以從標準的75m無限擴展。

與移動通信的CDMA網或GSM網不同的是，Zigbee網絡主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它必須具有簡單，使用方便，工作可靠，價格低的特點。而移動通信網主要是為語音通信而建立，每個基站價值一般都在百萬元人民幣以上，而每個Zigbee“基站”卻不到1000元人民幣。

每個Zigbee網絡節(jié)點不僅本身可以作為監(jiān)控對象，例如其所連接的傳感器直接進行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動中轉別的網絡節(jié)點傳過來的數(shù)據(jù)資料。除此之外，每一個Zigbee網絡節(jié)點(FFD)還可在自己信號覆蓋的范圍內，和多個不承擔網絡信息中轉任務的孤立的子節(jié)點(RFD)無線連接。

Zigbee采用的自組織網通信方式

zigbee技術所采用的自組織網是怎么回事?舉一個簡單的例子就可以說明這個問題，當一隊傘兵空降后，每人持有一個ZigBee網絡模塊終端，降落到地面后，只要他們彼此間在網絡模塊的通信范圍內，通過彼此自動尋找，很快就可以形成一個互聯(lián)互通的ZigBee網絡。而且，由于人員的移動，彼此間的聯(lián)絡還會發(fā)生變化。因而，模塊還可以通過重新尋找通信對象，確定彼此間的聯(lián)絡，對原有網絡進行刷新。這就是自組織網。

ZigBee技術為什么要使用自組織網來通信?

網狀網通信實際上就是多通道通信，在實際工業(yè)現(xiàn)場，由于各種原因，往往并不能保證每一個無線通道都能夠始終暢通，就像城市的街道一樣，可能因為車禍，道路維修等，使得某條道路的交通出現(xiàn)暫時中斷，此時由于我們有多個通道，車輛(相當于我們的控制數(shù)據(jù))仍然可以通過其他道路到達目的地。而這一點對工業(yè)現(xiàn)場控制而言則非常重要。

為什么自組織網要采用動態(tài)路由的方式?

所謂“動態(tài)路由”是指網絡中數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂讲⒉皇穷A先設定的，而是傳輸數(shù)據(jù)前，通過對網絡當時可利用的所有路徑進行搜索，分析它們的位置關系以及遠近，然后選擇其中的一條路徑進行數(shù)據(jù)傳輸。在我們的網絡管理軟件中，路徑的選擇使用的是“梯度法”，即先選擇路徑最近的一條通道進行傳輸，如傳不通，再使用另外一條稍遠一點的通路進行傳輸，以此類推，直到數(shù)據(jù)送達目的地為止。在實際工業(yè)現(xiàn)場，預先確定的傳輸路徑隨時都可能發(fā)生變化，或者因各種原因路徑被中斷了，或者過于繁忙不能進行及時傳送。動態(tài)路由結合網狀拓撲結構，就可以很好解決這個問題，從而保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

Zigbee自身的技術優(yōu)勢

①低功耗。

在低耗電待機模式下，2 節(jié)5 號干電池可支持1個節(jié)點工作6～24個月，甚至更長。這是Zigbee的突出優(yōu)勢。相比較，藍牙能工作數(shù)周、WiFi可工作數(shù)小時?，F(xiàn)在，TI公司和德國的Micropelt公司共同推出新能源的Zigbee節(jié)點。該節(jié)點采用Micropelt公司的熱電發(fā)電機給TI公司的Zigbee提供電源。

②低成本。通過大幅簡化協(xié)議(不到藍牙的1/10) ，降低了對通信控制器的要求，按預測分析，以8051的8位微控制器測算，全功能的主節(jié)點需要32KB代碼，子功能節(jié)點少至4KB代碼，而且Zigbee免協(xié)議專利費。每塊芯片的價格大約為2 美元。

③ 低速率。Zigbee工作在20～250 kbps的較低速率，分別提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps (915 MHz)和20kbps(868 MHz) 的原始數(shù)據(jù)吞吐率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應用需求。

④近距離。傳輸范圍一般介于10～100 m 之間，在增加RF 發(fā)射功率后，亦可增加到1～3 km。這指的是相鄰節(jié)點間的距離。如果通過路由和節(jié)點間通信的接力，傳輸距離將可以更遠。

⑤短時延。Zigbee 的響應速度較快，一般從睡眠轉入工作狀態(tài)只需15 ms ，節(jié)點連接進入網絡只需30 ms，進一步節(jié)省了電能。相比較，藍牙需要3～10 s、WiFi 需要3 s。

⑥高容量。Zigbee 可采用星狀、片狀和網狀網絡結構，由一個主節(jié)點管理若干子節(jié)點，最多一個主節(jié)點可管理254 個子節(jié)點;同時主節(jié)點還可由上一層網絡節(jié)點管理，最多可組成65000 個節(jié)點的大網。

⑦高安全。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(shù)據(jù)以及采用高級加密標準(AES 128) 的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。

⑧免執(zhí)照頻段。采用直接序列擴頻在工業(yè)科學醫(yī)療( ISM) 頻段，2. 4 GHz (全球) 、915 MHz(美國) 和868 MHz(歐洲) 。