“Zigbee+”开放合作 成就3.0向物联网完美属性迈进

david_fox 2016-04-28 10:51:59
【转自:智慧产品圈】
李映(微信号:ilovekm2008)《智慧产品圈》副主编

Zigbee、蓝牙和Wi-Fi可以说是目前最主流的三种物联网无线通信技术,各有长短。Zigbee优点在于低功耗和Mesh自组网能力,但不同应用有不同的Application profile,在开发和互操作性上一直存在障碍。蓝牙则是侧重点对点的超低功耗连接,而WiFi优势是大数据量高速传输。在物联网大潮的推动下,三方均在取长补短,用更多更强悍的能力武装自己,进行新一轮圈地运动。去年年底Zigbee联盟宣布Zigbee3.0获批,业界认为这将为智能家居、智能建筑和智慧城市应用中Zigbee产品之间的通信和互操作性开启一个新时代。这个新时代将为Zigbee带来哪些新的变化?与其他无线技术的竞争态势将有何起伏?对物联网又将产生哪些新的影响?



Zigbee 3.0+X实现应用层统一

在近日举办的Zigbee 3.0技术研讨会上,Zigbee中国成员组技术组组长张宇宁表示,Zigbee 3.0 是Zigbee应用层协议的统一,不再存在多个Application profile,而是支持统一的应用层协议,它将它使得开发者的产品开发更加容易,并带来更大范围的互操作性;实现设备在网络中的行为方式有统一的规范(BDB),包括网络生成、网络选择与加入、设备发现的同一方法;提供设备组网的附加的安全方法,不仅提供更好的安全性和更安全的网络,而且可与现行Zigbee标准的兼容。实际上,统一应用层,最大的收益者是做Zigbee网关的公司。

同时,Zigbee3.0版规范加入Zigbee RF4CE和Zigbee GreenPower技术,分别强化低延迟性和低功耗。特别是加入支持IPv6的能力,实现让用户以IP网络方式进行远程操控,即Zigbee设备可以与WiFi设备类似,通过路由器或网关等设备连接到互联网,让人们可以用手机或平板电脑等远程控制通过Zigbee连接的智能家居设备。

Zigbee3.0+ EnOcean能量捕获=无源无线

Zigbee联盟与EnOcean Alliance 合作,把低于1GHz频段广泛采用的EnOcean Equipment Profiles(EEPs)和新获批的工作在2.4GHz频段的Zigbee3.0解决方案结合起来。基于成熟的Zigbee PROMesh联网技术和独特的能量捕获的Green Power支持,Zigbee3.0从物理层延伸到应用层。

ZigBee在智能家居的发展已行之有年,增长态势明显。据ON World相关数据统计,Zigbee在智能家庭中应用2013-2014年间提升了238%,可谓成长迅猛。在最可能使用的智能家居设备中Zigbee的占比情况来看,烟雾探测器为24%、安全传感为21%、LED照明为53%、智能温度计为34%、智能家居为28%。Zigbee中国成员组主席宿为民表示,2016年1月底统计数据显示,经过Zigbee认证的产品和平台已达1476个,Zigbee已建立了从芯片、平台、模块、工具与服务、测试实验室和终端产品的生态系统。


在Zigbee 3.0 测试与认证方面,Zigbee联盟在开发测试设备以用于Zigbee 3.0产品的测试与认证,所有的测试服务提供商使用统一的测试设备,将在2016 Q1对所有的会员开放,测试设备用于验证产品的Base Device Behavior和所使用的clusters。“未来Zigbee联盟将进一步推进Zigbee 3.0的部署和测试,专注于进一步简化物联网产品的开发和部署。” 宿为民指出。

Zigbee3.0应用层+整合Thread网络层具备IP属性

智能家居“钱”景闪耀,吸引Zigbee、Thread及蓝牙技术阵营竞相抢进。Thread可说是和Zigbee相似度最高的竞争技术,不仅两者都主打家庭联网应用,且皆以IEEE 802.15.4为基础,竞争态势相当明显。

Thread同时兼具IP架构与网状网络的支持能力,是其先天的最大优势。但就目前来看,Thread要发展成为Zigbee 3.0强而有力的竞争对手有些难度。在Zigbee3.0 标准发布后,对于整合不同领域的物联网节点(主要指的是低数据量传输节点,比如控制和状态收集类)提供了便利和统一的标准,这点上和基于6LoWPAN/IPV6的Thread协议目的已基本相同。

恩智浦(中国)管理公司深圳分公司首席应用工程师汪绪龙介绍说, Thread协议标准只定义到了UDP层面,对于应用层的消息如何在UDP包里组装和格式定义则没有定义,而Zigbee3.0标准是一个从协议栈最底层到应用层都有标准定义的协议族,所以考虑到互通互联,Zigbee3.0的标准型做得更好一些,Thread更像是提供一个基础框架让大家在应用层各自发挥,而这显然对互通互联是不利。“因而将Zigbee3.0在应用层的标准定义(ZCL)整合到Thread UDP层之上对双方都是一个不错的选择,目前两个组织已经有这样的考虑和计划。” 汪绪龙表示。

爱特梅尔(Atmel)半导体科技(上海)有限公司应用技术经理赵东峰则认为,这两者各有各的特色,Zigbee 胜在提供了应用层的定义,6LoWPAN的代码空间小,更灵活。而基于6LoWPAN的Thread 已经和Zigbee达成协议,提供兼容的API 接口。

目前IC厂商的选择是对两个标准都支持,如TI、恩智浦、Atmel等,提供802.15.4芯片,同时支持Zigbee或 6LoWPAN,这些公司甚至提供免费的Zigbee堆栈。

Zigbee3.0+平滑升级 价格将趋于合理

当前正在进行Zigbee产品开发(比如基于HA 1.2、ZLL1.0)的厂家会逐步过渡到 Zigbee 3.0上来。汪绪龙指出,大部分Zigbee厂家提供的Zigbee 3.0开发平台基本上都是在当前硬件上的一个更新SDK, 所以基本上硬件不用动,做一个软件升级就可以了,过渡应该比较平滑。

在价格方面,Zigbee芯片的价格在5年前可能偏高,但是随着芯片制造工艺的提升和成本的下降以及行业的整体降价压力,再加上逐渐上规模的应用,Zigbee进入者越来越多,产业链越来越成熟,目前市场上的Zigbee芯片价格已经是比较探低了


汪绪龙表示,批量采购的价格基本上都在1.x美元,并且在采购量比较大时(>500K pcs)还要进一步的议价空间,所以目前看来成本不是一个很大的问题。同时Zigbee在低功耗、自组网、大容量以及mesh网络支持上优势显著,尤其适合低功耗大容量低数据量的物联网。

Zigbee3.0+NFC 促进Zigbee设备入网简化

Zigbee3.0带来的不仅是其应用的进一步提速,为简化Zigbee设备入网时的操作流程,或将催生NFC的机遇

汪绪龙表示,把原来需要通过无线网络交换的一些配置数据如无线信道、地址、密钥等通过NFC近场直接传输过去,然后Zigbee芯片上电启动后从 NFC标签的EEPROM中将相关配置数据读出来,直接将自己置身于当前网关组建的网络中。这样,对用户来说,拿到一个新设备,如果要加入自家的网络,只需拿到网关上碰一下,然后在接电或者装上电池即可。需要注意的是,入网设备要配一个NFC tag 芯片,并加上一个近场天线,一般就是用PCB上的走线绕出来的,不需要额外的天线配件。

综上,可以说Zigbee 联盟正以开放的态度与各方合作取长补短,Enocean能源捕获+thread IP网络层+Zigbee多应用层协议等于 Zigbee 3.0,逐渐在布局更广的物联网应用,前景看好。同时,为保证联网的可靠性和易用性,许多IC厂商供应商已经提供各式各样交叉的无线IC:Wi-Fi/蓝牙、Zigbee/蓝牙和Wi-Fi/Zigbee/蓝牙,价位也日趋合理。想要一堵这些产品的风采,敬请参与2016深圳(国际)集成电路展(CICE);想要实现场景联动的落地方案,拉通芯片、硬件、云平台、O2O服务等跨界资源的2016CICE展,或将给你不一样的选择。
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赵4老师 2016-05-03
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