標準簡化無線傳感和控制網(wǎng)絡開發(fā)

繼無線語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之后，用于傳感和控制的無線網(wǎng)絡成為令人激動的第三代無線網(wǎng)絡。無線通信與新興的能量采集和低功耗傳感器網(wǎng)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(chǎn)生革命性影響。

盡管聯(lián)網(wǎng)“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(chǎn)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(wǎng)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(shù)據(jù)網(wǎng)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(shù)年。其它傳感器特有的應用要求與自動網(wǎng)絡組織、可靠性、通信范圍和單個網(wǎng)絡中受支持的節(jié)點數(shù)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(shù)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(jīng)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(wǎng)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(wǎng)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(chǎn)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?shù)亩喙δ苓b控、互動功能。而且，利用ZigBee的低功耗特性，采用內(nèi)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(wǎng)絡精髓的網(wǎng)狀網(wǎng)絡，有可能設計和開發(fā)出“無電池”網(wǎng)絡；網(wǎng)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(wǎng)絡都可由一臺供電的網(wǎng)絡控制設備進行控制。