ZigBee引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備大步向前

　　ZigBee基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，是一個(gè)開(kāi)放的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。與傳統(tǒng)星型、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)采用最低成本節(jié)點(diǎn)為所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供覆蓋的架構(gòu)不同，ZigBee采用動(dòng)態(tài)、自主的路由協(xié)議，基于AODV的路由技術(shù)。在AODV中，一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要連接時(shí)，則將廣播一條路由請(qǐng)求報(bào)文，其他節(jié)點(diǎn)在路由表中查找，如果有到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路由，則向源節(jié)點(diǎn)反饋，源節(jié)點(diǎn)挑選一條可靠、跳數(shù)最小的路線，并存儲(chǔ)信息到本地路由表以便用于未來(lái)所需，如果一條路由線路失敗，節(jié)點(diǎn)能夠簡(jiǎn)單的選擇另一條替代路由線路。如果源和目的地之間的最短線路由于墻壁或多徑干擾而被阻塞，ZigBee能夠自適應(yīng)的找到一條更長(zhǎng)但可用的路由線路。這種獨(dú)特的架構(gòu)使ZigBee擁有近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、高數(shù)據(jù)速率的特點(diǎn)。

　　正因?yàn)閆igBee這些特點(diǎn)，使其主要適用于自動(dòng)控制以及遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，目的是為了滿足小型廉價(jià)設(shè)備的無(wú)線聯(lián)網(wǎng)和控制，典型應(yīng)用如無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，在家庭/商業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域、智慧能源、健康醫(yī)療及零售等領(lǐng)域，ZigBee也被證明是可靠的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)解決方案。

　　在開(kāi)發(fā)2.4 GHz ZigBee?無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用時(shí)，設(shè)計(jì)工程師通常會(huì)面臨系統(tǒng)分割的選擇：對(duì)ZigBee的連接性及網(wǎng)絡(luò)處理解決方案而言，最佳的整合層級(jí)為何？從效能、功耗及成本的角度來(lái)看，何者是最適合的選擇——是將2.4 GHz無(wú)線收發(fā)器及處理核心整合為單芯片解決方案的ZigBee系統(tǒng)單芯片（SoC）比較好？還是具有獨(dú)立收發(fā)器及主處理器的離散式方案較佳？

　　而隨著ZigBee在自動(dòng)化控制、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、智能可穿戴設(shè)備領(lǐng)域越加頻繁的應(yīng)用，業(yè)內(nèi)對(duì)于低耗能傳感器及芯片在連通性和兼容性方面有著迫切的要求。對(duì)此，ZigBee聯(lián)盟推出新協(xié)議920IP，該標(biāo)準(zhǔn)是全球首個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)定第6版（IPv6）的無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)（Mesh Networking）解決方案，未來(lái)將應(yīng)用于低耗電量和低成本的家庭能源管理的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)設(shè)備中，提升物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的能效和互通性。隨著此協(xié)議的推出，ZigBee在物聯(lián)網(wǎng)中的功能逐步完善，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備效能將會(huì)極大提高。

　　WiFi后浪拍前浪

　　WIFI是我們常用的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，幾乎所有的智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦都支持Wifi上網(wǎng)，是當(dāng)今使用最廣的一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。目前我們用到的WiFi大多基于IEEE 802.11n無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到300Mbps，吞吐量接近100M到150M。但是802.11n正逐步退出物聯(lián)網(wǎng)舞臺(tái)，新的802.11ac標(biāo)準(zhǔn)正強(qiáng)勢(shì)殺入WiFi技術(shù)市場(chǎng)，應(yīng)用新標(biāo)準(zhǔn)的WiFi，傳輸率將增加十倍。

　　802.11ac Wi-Fi技術(shù)的理論傳輸率雖已達(dá)Gbit/s的境界，但此一數(shù)據(jù)指的其實(shí)是整體Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)容量，實(shí)際上個(gè)別Wi-Fi裝置所分配到的頻寬，很少能達(dá)到此一水準(zhǔn)。因此，IEEE制定802.11ax的目標(biāo)，即著重在改善個(gè)別裝置的聯(lián)網(wǎng)效能表現(xiàn)，尤其是在同一Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，同時(shí)有許多使用者連結(jié)的情況下。

　　然而，大多數(shù)人都在關(guān)注802.11ac等新一代WiFi技術(shù)的時(shí)候，另一種更快的短距離無(wú)線傳輸技術(shù)WiGig正在快速的崛起。如果將所有的短距離通信技術(shù)看做是一個(gè)艦隊(duì)的話，那么WiGig無(wú)疑是其中的一個(gè)超級(jí)戰(zhàn)艦——運(yùn)行在60GHz頻段的WiGig技術(shù)，理論峰值可以達(dá)到7Gbps。從定義上看，WiGig是工作在60GHz頻帶上，實(shí)現(xiàn)數(shù)千兆位元速度傳輸?shù)臒o(wú)線傳輸技術(shù)，相比目前廣泛部署的Wi-Fi技術(shù)，其傳輸距離更短，但是速度卻是802.11n技術(shù)的10倍多，可以達(dá)到6Gbps。這樣的速度意味著十幾秒之內(nèi)就可以完成一部普通DVD的內(nèi)容傳輸。在頻譜資源日益緊缺的今 天，WiGig瞄準(zhǔn)了尚未商用的60GHz頻段，這意味著不僅可以在短距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速傳輸，還可以避免其他設(shè)備干擾，提高頻率利用率。

　　與此同時(shí)，WiGig標(biāo)準(zhǔn)的另一大優(yōu)勢(shì)在于它可以跟目前的Wi-Fi很好地融合。 WiGig技術(shù)很大部分是由傳統(tǒng)Wi-Fi技術(shù)延伸而來(lái)的，因此它能夠向下兼容802.11n的能力：當(dāng)用戶距離AP（熱點(diǎn)）較遠(yuǎn)，其無(wú)線連接將自動(dòng)選擇 傳輸速度較慢但傳輸距離更遠(yuǎn)的頻段（如802.11n）；而當(dāng)用戶距離AP較近時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)切換到60GHz頻段，以獲得更高的連接速率。此外，在信號(hào) 加密方面，WiGig設(shè)備將兼容802.11的WPA2加密算法，確保它與現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。

　　半導(dǎo)體巨頭高通正是看到了WiGig的無(wú)限潛能，首開(kāi)了移動(dòng)設(shè)備內(nèi)建三頻無(wú)線連結(jié)平臺(tái)先例。高通在完成WiGig技術(shù)（802.11ad標(biāo)準(zhǔn)）供應(yīng)商--Wilocity收購(gòu)后，已積極將802.11b/g/n、802.11ac及802.11ad三大無(wú)線連結(jié)標(biāo)準(zhǔn)方案整合于移動(dòng)設(shè)備，并推出基于驍龍（Snapdragon）810處理器的參考設(shè)計(jì)，期挾同步支援上述三標(biāo)準(zhǔn)且運(yùn)行于2.4、5、60GHz三個(gè)頻段的優(yōu)勢(shì)，滿足4K影音串流、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（P2P）傳輸、無(wú)線擴(kuò)充基座（Wireless Docking）等應(yīng)用需求。

　　藍(lán)牙全新升級(jí)，深入日常應(yīng)用

　　藍(lán)牙技術(shù)在手機(jī)領(lǐng)域，尤其是智能手機(jī)產(chǎn)品中一直扮演著重要的作用。而熟悉藍(lán)牙技術(shù)的用戶都知道，目前最新的被廣泛應(yīng)用的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)到了4.0階段。不過(guò) 最近藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的已經(jīng)正式對(duì)外公布了最新的藍(lán)牙4.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而將到來(lái)的新藍(lán)牙技術(shù)將支持智能穿戴設(shè)備以及其他一些設(shè)備，從而可以允許這些設(shè)備直接連接到互聯(lián)網(wǎng)。

　　相比于藍(lán)牙4.0，藍(lán)牙4.1第一個(gè)改進(jìn)的地方被藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟稱為“共存性”，即藍(lán)牙4.1與LTE無(wú)線電信號(hào)之間如果同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，那么藍(lán)牙4.1可以自動(dòng)協(xié)調(diào)兩者的傳輸信息，理論 上可以減少其它信號(hào)對(duì)藍(lán)牙4.1的干擾。其次，第二個(gè)改進(jìn)是提升了連接速度并且更加智能化。比如減少了設(shè)備之間重新連接的時(shí)間，意味著用戶如果走出了藍(lán)牙 4.1的信號(hào)范圍并且斷開(kāi)連接的時(shí)間不算很長(zhǎng)，當(dāng)用戶再次回到信號(hào)范圍中之后設(shè)備將自動(dòng)連接，反應(yīng)時(shí)間要比藍(lán)牙4.0更短。最后一個(gè)改進(jìn)之處是提高傳輸效率，如果用戶連接的設(shè)備非常多，比如連接了多部可穿戴設(shè)備，彼此之間的信息都能即時(shí)發(fā)送到接接收設(shè)備上。

　　藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth SIG）的研究員表示，藍(lán)牙4.1有助于啟用和增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)，為應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)了新的機(jī)遇。例如，藍(lán)牙智能手表現(xiàn)在可以在用戶游泳或外出跑步時(shí)收集數(shù)據(jù)。隨后，這些數(shù)據(jù)會(huì)在用戶返回家 后自動(dòng)傳輸至智能手機(jī)。手表還可以作為中樞設(shè)備，與多個(gè)其它收集不同數(shù)據(jù)的可穿戴設(shè)備進(jìn)行信息交換。返回家后，這些數(shù)據(jù)會(huì)從所有設(shè)備中收集起來(lái)并匯總，然后傳輸和記錄至智能手機(jī)中，以供用戶分析和追蹤健康狀況變化。對(duì)于應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員而言，4.1版意味著在創(chuàng)建支持多個(gè)角色的創(chuàng)新產(chǎn)品時(shí)具有更高的靈活性，這項(xiàng)更新在可穿戴技術(shù)日趨成熟和依賴傳感器的情況下尤為有用。