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zigbee技术概括
Zigbee 技术
新兴的无线个人局域网络技术正逐渐朝商品化的阶段迈进,在IEEE 802.15的标准中,除了纳入蓝芽(IEEE 802.15.1)之外,同时也发展高速传输的UltraWideBand(IEEE 802.15.3a)与低耗电的ZigBee(IEEE 802.15.4),究竟这两种新的WPAN技术有何特色?其对无线个人局域网络市场的影响为何?本文将为您作进一步的分析。
便宜又省电的低速WPAN标准–Zigbee
Zigbee就如同PURLnet、RF-Lite、Firefly、HomeRF Lite等过去的短距离无线通讯技术一样,强调低成本、低耗电、双向传输、感应网络功能等特色,只不过Zigbee是朝着开放标准的方向发展。Zigbee一开始是由Honywell所发起,目前主要的成员包括Invensys、Mistubishi Electric、Motorola、Philips Semiconductor、Samsung等公司为推广厂商,以及数十家的IC设计制造与系统厂商。除此之外,IEEE也将Zigbee收纳为IEEE 802.15.4的标准,与Zigbee Alliance共同为此一WPAN标准催生。
规格与标准制定
ZigBee的接取方式是采直序展频(Direct Sequence Spread Spectrum)技术,可使用的频段有三个,分别是2.4GHz的ISM频段、欧洲的868MHz频段,以及美国的915MHz频段,而不同频段可使用的信道分别是16、10、1个
ZigBee运作频段示意图
ZigBee的传输速率介于20kbps–250kbps之间,并随着传输距离的延长而减慢,例如发射功率在1mW的ZigBee产品在10公尺的距离内可达250kbps的传输速率,但若是将传输距离拉长至20公尺,则速度只剩30kbps。不过借着提高发射功率,还是可以在100公尺的传输距离内,达到每秒250kbps的传输速率。此外,由于ZigBee具备高链接数与低耗电的特性,在感应式网络(Sensor Network)上的使用,就具有相当大的优势,例如在工厂内的作业温度量测、水电瓦斯计度的记录、保全防护的监控上,厂商就不需经常更换电池或布建供电网络,且只需极少的人力与设备,即可取得所需的信息。
ZigBee Alliance基本规格
频段:全球的2.4GHz ISM频段、欧洲的868MHz频段,以及美国的915MHz频段
链接数:支持主从式或点对点方式运作,同时最多可255个装置链接(Master×1,client nodes×254)
接取方式:直列展频技术DSSS
网络架构:星形
传输速率:20kbps~250kbps
传输距离:10公尺(依耗电量之不同,可提升至100公尺)
可使用频道数:在2.4GHz的ISM频段,可使用的信道数为16个;在915MHz的ISM频段,可使用的信道数为10个;在欧洲的868MHz频段,可使用的信道数为1个
而在标准制定的分工上,则由ZigBee Alliance与IEEE 802.15.4的任务小组来共同担任标准的制定。其中实体层、MAC层、数据链结层,以及传输过程中的资料加密机制等发展由IEEE所主导,并共同针对ZigBee Protocol Stack的发展进行研议,而未来还能依系统客户的需求,来修正其所需的应用接口。
Zigbee的应用与市场发展
Zigbee的出发点是希望能发展一种易布建的低成本无线网络,而其低耗电性可使产品的电池能维持6个月到数年的时间。在产品发展的初期,将以工业或企业市场的感应式网络为主,提供感应辨识、灯光与安全控制等功能,再逐渐将目前市场扩展至家庭中的应用。根据Zigbee Alliance的观点,一般家庭可将Zigbee应用于空调系统的温度控制器、灯光、窗帘的自动控制、老年人与行动不便者的紧急呼叫器、电视与音响的万用遥控器、无线键盘、鼠标、摇杆、烟雾侦测器、智能型卷标,以及玩具等产品。
目前在ZigBee标准制定发展上,IEEE已于去年通过有关实体层与媒体储存控制层的标准草案,因此早在2003年底,即有芯片设计厂商发表适用于868MHz频段的ZigBee芯片,预估在2004年底,可达到商品化的目标。而投入ZigBee技术研发的厂商,对于市场的发展都抱持相当乐观的看法。根据Adcon Telemetry AG观点,预估全球低速通讯应用市场,将在2005年达到5.7亿台的规模,届时不论ZigBee能取得多大的市场占有率,这都代表其可发展的空间的确具有相当大的潜力。
新兴的无线个人局域网络技术正逐渐朝商品化的阶段迈进,在IEEE 802.15的标准中,除了纳入蓝芽(IEEE 802.15.1)之外,同时也发展高速传输的UltraWideBand(IEEE 802.15.3a)与低耗电的ZigBee(IEEE 802.15.4),究竟这两种新的WPAN技术有何特色?其对无线个人局域网络市场的影响为何?本文将为您作进一步的分析。
便宜又省电的低速WPAN标准–Zigbee
Zigbee就如同PURLnet、RF-Lite、Firefly、HomeRF Lite等过去的短距离无线通讯技术一样,强调低成本、低耗电、双向传输、感应网络功能等特色,只不过Zigbee是朝着开放标准的方向发展。Zigbee一开始是由Honywell所发起,目前主要的成员包括Invensys、Mistubishi Electric、Motorola、Philips Semiconductor、Samsung等公司为推广厂商,以及数十家的IC设计制造与系统厂商。除此之外,IEEE也将Zigbee收纳为IEEE 802.15.4的标准,与Zigbee Alliance共同为此一WPAN标准催生。
规格与标准制定
ZigBee的接取方式是采直序展频(Direct Sequence Spread Spectrum)技术,可使用的频段有三个,分别是2.4GHz的ISM频段、欧洲的868MHz频段,以及美国的915MHz频段,而不同频段可使用的信道分别是16、10、1个
ZigBee运作频段示意图
ZigBee的传输速率介于20kbps–250kbps之间,并随着传输距离的延长而减慢,例如发射功率在1mW的ZigBee产品在10公尺的距离内可达250kbps的传输速率,但若是将传输距离拉长至20公尺,则速度只剩30kbps。不过借着提高发射功率,还是可以在100公尺的传输距离内,达到每秒250kbps的传输速率。此外,由于ZigBee具备高链接数与低耗电的特性,在感应式网络(Sensor Network)上的使用,就具有相当大的优势,例如在工厂内的作业温度量测、水电瓦斯计度的记录、保全防护的监控上,厂商就不需经常更换电池或布建供电网络,且只需极少的人力与设备,即可取得所需的信息。
ZigBee Alliance基本规格
频段:全球的2.4GHz ISM频段、欧洲的868MHz频段,以及美国的915MHz频段
链接数:支持主从式或点对点方式运作,同时最多可255个装置链接(Master×1,client nodes×254)
接取方式:直列展频技术DSSS
网络架构:星形
传输速率:20kbps~250kbps
传输距离:10公尺(依耗电量之不同,可提升至100公尺)
可使用频道数:在2.4GHz的ISM频段,可使用的信道数为16个;在915MHz的ISM频段,可使用的信道数为10个;在欧洲的868MHz频段,可使用的信道数为1个
而在标准制定的分工上,则由ZigBee Alliance与IEEE 802.15.4的任务小组来共同担任标准的制定。其中实体层、MAC层、数据链结层,以及传输过程中的资料加密机制等发展由IEEE所主导,并共同针对ZigBee Protocol Stack的发展进行研议,而未来还能依系统客户的需求,来修正其所需的应用接口。
Zigbee的应用与市场发展
Zigbee的出发点是希望能发展一种易布建的低成本无线网络,而其低耗电性可使产品的电池能维持6个月到数年的时间。在产品发展的初期,将以工业或企业市场的感应式网络为主,提供感应辨识、灯光与安全控制等功能,再逐渐将目前市场扩展至家庭中的应用。根据Zigbee Alliance的观点,一般家庭可将Zigbee应用于空调系统的温度控制器、灯光、窗帘的自动控制、老年人与行动不便者的紧急呼叫器、电视与音响的万用遥控器、无线键盘、鼠标、摇杆、烟雾侦测器、智能型卷标,以及玩具等产品。
目前在ZigBee标准制定发展上,IEEE已于去年通过有关实体层与媒体储存控制层的标准草案,因此早在2003年底,即有芯片设计厂商发表适用于868MHz频段的ZigBee芯片,预估在2004年底,可达到商品化的目标。而投入ZigBee技术研发的厂商,对于市场的发展都抱持相当乐观的看法。根据Adcon Telemetry AG观点,预估全球低速通讯应用市场,将在2005年达到5.7亿台的规模,届时不论ZigBee能取得多大的市场占有率,这都代表其可发展的空间的确具有相当大的潜力。
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