解讀標準——短距離無(wú)線(xiàn)應用的新主角
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ZigBee的應用范圍
以目前日常生活來(lái)說(shuō)，我們所接觸到的遙控器越來(lái)越多，包含了電視、音響、電動(dòng)鐵門(mén)、燈光、掌上型裝置甚至汽機車(chē)等，由於這些具備遙控機制的設備大多採用不能互通的協(xié)定，也因此我們沒(méi)有辦法使用統一的控制單元來(lái)進(jìn)行控制，當需要控制的設備越來(lái)越多，我們手上的遙控器也就跟著(zhù)變多，不僅在使用上有時(shí)會(huì )搞混而造成不方便，在空間的安置方面，更讓消費者大傷腦筋。
雖然目前也有一些較先進(jìn)的遙控器可以支援較多的設備控制，甚至也具備有基礎的智慧型學(xué)習功能，但是對於消費者來(lái)說(shuō)，這些設備仍有相當的侷限性，除了基於IR架構的指向性問(wèn)題以外，遙控不同設備時(shí)所必須的切換動(dòng)作，也都讓實(shí)際應用上顯得綁手綁腳。
至於在狀態(tài)感測的應用上，除了可以做為冷氣機、冰箱、煙霧偵測器等狀態(tài)回饋顯示之用，甚至也可以作為防盜器等保全系統的應用，由於ZigBee的省電與架構單純，在這方面的應用可靠性相當高，加上成本低廉，導入產(chǎn)品的難度也較低。不過(guò)由於頻寬限制問(wèn)題，即時(shí)影像的回傳較具難度，需要有效率較高的編碼機制輔助。
除了應用於遙控裝置方面，ZigBee也相當適合做為家中無(wú)線(xiàn)電話(huà)主機與副機之間的通訊，甚至也可以做為短距離無(wú)線(xiàn)對講機的通訊應用，雖然ZigBee在傳輸速度最高僅有250kbps，但是作為語(yǔ)音傳輸，仍然相當足夠，配合適當的編碼技術(shù)，也可獲得品質(zhì)相當優(yōu)秀的聲音品質(zhì)，并不會(huì )遜於傳統電話(huà)甚至手機音質(zhì)。
至於在汽車(chē)電子中，ZigBee也可以佔有一席之地，由於藍芽技術(shù)在汽車(chē)應用方面，容易受到電磁波影響，ZigBee的頻段使用較不易受到干擾，因此也成為汽車(chē)電子的新歡。在汽車(chē)上，ZigBee主要是作為通用傳送感應器，可以?xún)惹对谲?chē)胎中偵測胎壓，或是隨時(shí)監測水箱溫度、電瓶電壓，以及作為碰撞時(shí)，安全氣囊系統的及時(shí)反應偵測等。
ZigBee的技術(shù)特性
低耗電：在休眠狀態(tài)之下的耗電量只有1μW，而一般短距離通訊工作耗電量則是30mW，在待機模式之下，普通鹼性電池可維持6個(gè)月到2年以上的使用時(shí)間。這也是 ZigBee最引以為傲的優(yōu)勢之一。
低成本：ZigBee傳輸速度低，架構單純，且ZigBee通道化的規則較簡(jiǎn)單、不跳頻、使用單一收發(fā)頻率，在協(xié)議堆疊方面僅有26個(gè)協(xié)定元（Protocol Primitives），相較之下，藍芽則有131個(gè)，因此在軟硬體設計上的成本得以降低。
網(wǎng)路容量大：而在無(wú)線(xiàn)傳輸感測網(wǎng)路中，可以有將近6萬(wàn)5000多個(gè)ZigBee設備存在，比起BlueTooth的8個(gè)，或是BlueTooth Lite的256個(gè)，在擴展性上可以說(shuō)是高了不少。
工作頻段靈活：ZigBee所使用的頻段依照國家開(kāi)放的情況的不同，分別為2.4GHz、868MHz（歐洲）以及915MHz（美國），這些頻段皆屬於免執照頻段，不過(guò)依照頻段的不同，在傳輸速度以及距離上也有所差異，在868MHz頻段的傳輸速率為20kbit/s，距離可達300公尺，而在 915MHz頻段時(shí)，傳輸速率為40kbit/s，傳輸距離為30∼75公尺，至於在全球通用的2.4GHz頻段方面，傳輸速率 250kbit/s時(shí)，傳輸距離約10公尺，如果將速度降到28kbit/s，則可達到約134公尺的傳輸距離。
安全性：ZigBee提供了資料完整性檢查和權限區分功能，硬體本身支援CRC和 AES-128編碼。因此可以應用在具有高規格安全性需求的環(huán)境中。
機動(dòng)網(wǎng)路組態(tài)：ZigBee所架構的WSN網(wǎng)路是能夠隨狀況變化的，節點(diǎn)在取得授權之后才能進(jìn)入網(wǎng)路，相對的，系統管理者也可以隨時(shí)將某個(gè)節點(diǎn)切離網(wǎng)路，在管理方面具備了相當強大的功能。
ZigBee的堆疊架構
由於ZigBee是在IEEE802.15.4標準基礎上所建立的，其定義包含了MAC層與PHY層。而IEEE802.15.4定義了兩個(gè)實(shí)體層標準，分別是2.4GHz實(shí)體層和868/915MHz實(shí)體層。這些實(shí)體層都是基於DSSS (Direct?Sequence?Spread?Spectrum，直接序列展頻)，使用相同的實(shí)體層數據包格式，區別在於工作頻率、調變技術(shù)、展頻編碼片段長(cháng)度和傳輸速率。2.4GHz頻段為全球統一的，且無(wú)需另外申請的ISM頻段，有助於ZigBee設備的推廣和生產(chǎn)成本的降低。2.4GHz的實(shí)體層通過(guò)採用高階調變技術(shù)，能夠提供250kbps的傳輸速率，有助於獲得更高的資料吞吐量、更小的通訊延遲以及更短的工作週期，進(jìn)而達到更加省電的目的。至於868MHz是歐洲的ISM頻段，915MHz是美國的ISM頻段，支援這2個(gè)頻段的目的，是為了避免附近有同樣利用2.4GHz頻段的設備會(huì )造成干擾，且這2個(gè)頻段的無(wú)線(xiàn)訊號耗損較小，可以提供較長(cháng)的傳輸距離。
不過(guò)IEEE層僅處理低階MAC層和實(shí)體層協(xié)議，ZigBee聯(lián)盟則是對其網(wǎng)路層協(xié)議和API進(jìn)行了標準化。每個(gè)ZigBee協(xié)調器可連接多達255個(gè)節點(diǎn),而數個(gè)協(xié)調器結合則可形成一個(gè)完整的網(wǎng)路，至於對路由傳輸的數目則沒(méi)有限制。 ZigBee聯(lián)盟也另行開(kāi)發(fā)了安全層，以確保這類(lèi)型的行動(dòng)設備不會(huì )因為意外事故而洩漏其識別訊號，并且也保障此遠距離網(wǎng)路傳輸內容不會(huì )被其它意圖不良的節點(diǎn)所獲得。
ZigBee從此穩坐王位？ 還有競爭對手虎視眈眈
或許ZigBee架構已經(jīng)夠簡(jiǎn)單了，但是更極端簡(jiǎn)化的Z-Wave還要更為簡(jiǎn)單，成本也更為精省，而且Z-Wave的主要產(chǎn)品線(xiàn)正好踩在ZigBee的痛腳上，也就是家庭3C控制、自動(dòng)化應用及監測。而由BlueTooth所延伸出來(lái)的BlueTooth Lite架構在經(jīng)過(guò)大幅加強簡(jiǎn)化之后，也有著(zhù)與ZigBee一較高下的實(shí)力，未來(lái)決定其市場(chǎng)優(yōu)勝劣敗的關(guān)鍵，就是三大規格的成本縮減速度以及應用的推廣，畢竟一項標準制訂得再完備，也要有計畫(huà)的推動(dòng)與執行，才能真正的成為市場(chǎng)上的贏(yíng)家。
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