Zigbee3.0，合縱連橫強攻物聯(lián)網(wǎng) - 全文

　　步入2016，物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)火愈演愈烈。除了終端廠商在產(chǎn)品功能上求新創(chuàng)異以外，掌握產(chǎn)品功能上層定義的芯片原廠也在這波戰(zhàn)火里各出奇招，力求從產(chǎn)品的“根本”上解決物聯(lián)網(wǎng)的問題。

　　在沒有統(tǒng)一標準的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)標準上，競爭異常激烈。Zigbee、BLE、WIFI、Homekit和Thread各個聯(lián)盟和廠商在物聯(lián)網(wǎng)關(guān)注的組網(wǎng)和功耗領(lǐng)域不甘落后，奮勇爭先。當中以Zigbee標準表現(xiàn)最為耀眼。天生的組網(wǎng)和低功耗特性讓它成為大部分智能家居和物聯(lián)網(wǎng)的首選。這在Zigbee3.0標準公布以后，表現(xiàn)的更為突出。

　　Zigbee的現(xiàn)狀

　　按維基百科，Zigbee是由Honeywell公司組成的ZigBee Alliance制定，從1998年開始發(fā)展，于2001年向電機電子工程師學會（IEEE）提案納入IEEE 802.15.4標準規(guī)范之中，自此將ZigBee技術(shù)漸漸成為各業(yè)界共同通用的低速短距無線通訊技術(shù)之一。

　　zigbee具有低功耗、低成本、短距離、低速率、高容量、高安全的特質(zhì)。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;而且，通過大幅簡化協(xié)議（不到藍牙wifi的1/10），降低了對通信控制器的要求。

　　同時，ZigBee提供了三級安全模式，包括無安全設(shè)定、使用訪問控制清單（Access Control List， 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。符合目前日益增長的物聯(lián)網(wǎng)安全需求。

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　　正是這樣一種技術(shù)，從2001年推出至今，受到了廣大開發(fā)者的好評，尤其是在物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分——智能家居領(lǐng)域，Zigbee稱得上是當之無愧的一哥。日前，在電子發(fā)燒友網(wǎng)舉辦的無線技術(shù)研討會上，Zigbee 中國成員組主席宿為民表示，Zigbee在智能照明、智能家居等典型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中應(yīng)用廣泛，且較之其他無線連接有比較大的領(lǐng)先優(yōu)勢。

　　各種無線技術(shù)在智能家居中的市場份額

　　在無線照明領(lǐng)域，Zigbee芯片更是增長迅猛，在未來幾年會有大幅度增長，宿主席強調(diào)?？紤]到智能家居在物聯(lián)網(wǎng)市場中的重要地位，智能家居在物聯(lián)網(wǎng)中的地位是不容忽視的。然而隨著WIFI HALOW、BLE MESH和Lora等技術(shù)的迭代推進，加上蘋果和谷歌兩大平臺巨頭的切入，Zigbee的領(lǐng)先優(yōu)勢正在被逐步蠶食，為扭轉(zhuǎn)這一局勢，Zigbee在年初推出了全新的Zigbee3.0標準，用合縱連橫的方法“接招”物聯(lián)網(wǎng)。

　　全球無線照明芯片出貨量

　　


　　Zigbee3.0帶來的變化

　　熟悉Zigbee的工程師應(yīng)該知道，ZigBee協(xié)議層從下到上可以分為物理層（PHY）、媒體訪問層（MAC）、網(wǎng)絡(luò)層（NWK）、應(yīng)用層（APL）等。而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的角色可分為ZigBee Coordinator、ZigBee Router、ZigBee End Device等三種。支持網(wǎng)絡(luò)拓撲有星型、樹型、網(wǎng)型等三種。

　　Zigebbe的協(xié)議層

　　而在ZigBee發(fā)展到1.2版，Zigbee聯(lián)盟將應(yīng)用標準向外擴及，延伸到家庭娛樂與控制、無線感測網(wǎng)路（WSN）、工業(yè)控制、嵌入式感測、醫(yī)療數(shù)據(jù)搜集、煙幕與擅闖警示，與建筑自動化等領(lǐng)域，不同的應(yīng)用對應(yīng)有不同的應(yīng)用層標準。這在以往那種不同類型設(shè)備各自為政的時代，問題影響不大，但在進去了萬物互聯(lián)的聯(lián)網(wǎng)時代，這些分散的標準就為終端廠商建立大一統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)世界認為的添加了掣肘。

　　有見及此，Zigbee推出了全新的3.0協(xié)議，該版本協(xié)議上的重要一點就是統(tǒng)一了所有這些協(xié)議，建立了一個統(tǒng)一的應(yīng)用層協(xié)議標準（不包括ZigBee Smart Energy）。方便不同應(yīng)用的終端廠商打造能夠互相連接的設(shè)備。宿為民主席表示。宿主席還指出，全新的標準會往上兼容，例如基于Zigbee3.0的工業(yè)控制相關(guān)芯片可以和之前版本的Zigbee3.0設(shè)備兼容。另外Zigbee 3.0讓設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的行為方式有統(tǒng)一的規(guī)范（BDB），且提供更安全的網(wǎng)絡(luò)。方便開發(fā)者快捷的開發(fā)產(chǎn)品。

　　Zigbee3.0標準的構(gòu)成

　　除了在應(yīng)用層協(xié)議等進行了升級融合以外，Zigbee3.0最大的轉(zhuǎn)變就是和其他聯(lián)盟和標準合作，力求打造最適合物聯(lián)網(wǎng)的無線標準。合作的對象就是Enocean和Thread，宿主席強調(diào)。

　　和前者的合作可以看做是為功耗做的努力，和后者的合作可以看到Zigbee聯(lián)盟大一統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的決心。

　　EnOcean是一種基于能量收集的超低功耗短距離無線通信技術(shù)，被應(yīng)用于室內(nèi)能量收集?；贓nOcean技術(shù)的模塊有高質(zhì)量無線通信、能量收集和轉(zhuǎn)化及超低功耗的特點。而這正是物聯(lián)網(wǎng)所需的。

　　對于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而言，很多時候需要布置在不同的位置，甚至有時候會布置在地下，由于傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備更多是依賴于電池或者其他能源供電，這就給電池置換帶來了巨大的成本。Zigbee3.0和Enocean的合作就是為了解決這個問題而生的。

　　據(jù)宿主席透露，EnOcean聯(lián)盟提供完全兼容ZigBee 3.0的方案，利用EnOcean聯(lián)盟的技術(shù)及經(jīng)驗對GreenPower應(yīng)用層進行改進。這樣基于成熟的Zigbee PROMesh聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和獨特的能量捕獲的Green Power支持，Zigbee3.0可支持無電池設(shè)備可靠地加入存在各種能量捕獲應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，大幅拓展其應(yīng)用。

　　據(jù)聞，Zigbee聯(lián)盟還考慮Zigbee3.0架構(gòu)與云端的協(xié)議，以加快客戶的部署。

　　而由 Google Nest、ARM、三星等公司建立的 Thread Group 推出 的Thread 通訊協(xié)議是一種基于IP的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。這個協(xié)議只涉及到MAC和PHY這兩層。從這一點來看，它和ZigBee是平行的。最大的不同是Thread是建立在IPv6的基礎(chǔ)之上的。而且和Zigbee非常依賴于網(wǎng)絡(luò)中的coordinator不同的是，Thread的網(wǎng)絡(luò)魯棒性更佳。Zigbee聯(lián)盟在3.0標準上和Thread做了個融合，體現(xiàn)了Zigbee的前瞻性。

　　宿主席指出，在新標準中，Zigbee和Thread協(xié)議的合作，在已被證明的現(xiàn)有技術(shù)之上采納了ZigBee聯(lián)盟歷經(jīng)十多年積累的應(yīng)用層協(xié)議經(jīng)驗；且打造一個具有高度安全性的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議；能夠自然地使用6LowPAN 及IPv6；同時使用同樣的基于802.15.4的芯片。這樣就能整合雙方各自已被業(yè)界認同的可擴展的家庭領(lǐng)域的方案，增強現(xiàn)有設(shè)備共存能力并擴展其互聯(lián)范圍。

　　憑借這些領(lǐng)先的優(yōu)勢，Zigbee聯(lián)盟將眾多的行業(yè)廠商籠絡(luò)進入了這個生態(tài)，展望共同打造一個萬物互聯(lián)的新世界。

Zigbee的生態(tài)系統(tǒng)廠商