ZigBee技术距离我们还有多远

　　“ZigBee大量应用的最大挑战是软件，”德州仪器低功耗射频业务全球业务总监Emmanuel Sambuis日前对电子工程世界记者坦言。多数人是以观赏的眼光看待蜜蜂的“8字舞”（英文中称为“ZigZag舞步”），殊不知ZigZag还是蜂群赖以生存和发展的通信方式。得名于蜜蜂“8字舞”的短距无线技术ZigBee凭借其低功耗、低成本的优势正悄然闯入我们的生活。

　　然而，ZigBee标准自2004年首次确定以来，并没有像拥护者希望的那样得到大规模应用。但很多厂商还在不断对其下注。

　　中国：智能家居最先启航

　　ZigBee未能如愿迅速普及的原因来自于多方面，一是终端产品和应用大多处于研发阶段，真正上市的少；二是点对多点应用较多，体现ZigBee优势的网状网络应用少；三是基于ZigBee标准协议的应用少，不少客户都是基于802.15.4底层而采用私有协议；四是潜在应用多，但市场缺乏明确方向。

　　诚然，提及ZigBee的应用，可以列举出如家庭和楼宇自动化、工业监控、设备跟踪、低功耗无线传感器网络、机顶盒与遥控、自动抄表及医疗等诸多应用。仅以抄表系统为例，每个家庭都有不同的表，包括电表、水表、气表，不同的表都有对应的协议栈，所以就要求不同的表可以互相沟通，进行能源管理。智能家居也是如此，如果灯控和探头中间没有一个标准的协议栈的话，沟通就会很困难，基于ZigBee的标准协议栈可以轻易解决这个问题。但是真正的特色应用还未显现。

　　“与美国最先应用到AMI（先进测量设施）中不同，ZigBee将在欧洲、中国最先应用到智能家居系统，”Sambuis预测。

　　想像一下，家中五、六个遥控器的烦恼似乎一下子全解决了，因为智能遥控器会变成你想要的电灯、电视、DVD、音响或空调的遥控器，当你拿起电话，DVD会自动暂停播放，电视机会变成静音，灯会自动控制明暗。

　　那么ZigBee在现在大热的手机领域又将如何呢？Sambuis的回答很耐人寻味。他称在短期内ZigBee不会应用到手机中。当然，大量应用于手机中的蓝牙技术也有其缺点：仅以家居照明为例，该应用对于功耗的要求十分严苛，而蓝牙的功耗并不低，这时ZigBee的低功耗技术派上了大用场。在低耗电待机模式下，2 节5 号干电池可支持1个节点工作6～24个月，甚至更长。相比较，蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。

　　“当然，贵重医疗仪器的定位是未来潜在应用之一，”Sambuis说。此外，在美国也有人把这个定位功能应用到停车场，在美国汽车出租的公司有很多汽车，在停车场里面基本上很难查找，所以他们把ZigBee芯片放在每一台汽车中，然后在停车场布置一个ZigBee网络，从而很方便给客户找到所需的车。

　　日益成长的Zigbee技术是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的组网、安全和应用软件方面的技术标准。与其他无线标准如802.11或802.16不同，Zigbee和802.15.4以250Kbps的最大传输速率承载有限的数据流量。

　　IEEE 802.15.4与ZigBee的角色分工就如同IEEE 802.11与Wi-Fi的关系。ZigBee建立在802.15.4标准之上，它确定了可以在不同制造商之间共享的应用纲要。802.15.4仅仅定义了实体层和介质访问层，并不足以保证不同的设备之间可以对话，于是便有了ZigBee联盟。 所以802.15.4不一定用ZigBee协议栈，反过来如果ZigBee协议栈一定是使用802.15.4。

数据来源：ABI Research，2007 年

　　然而， 不管是802.15.4专用的协议栈还是ZigBee的标准协议栈，硬件都是同一个硬件，所以全球的分析数据是将二者放在一起的。2005年到2012年63%的年均复合增长率也正显示着ZigBee的巨大潜力，可以想像在未来的3~5年，ZigBee将悄然入侵我们的生活。

　　加速设计的第三条路

　　而德州仪器在2008年4月24日最新产品的推出，寄望于在未来ZigBee快速发展的几年“可以帮客户挑一些担子”，将协议栈的内容做好，以期加速ZigBee市场的开发，CC2480正是顺应这个趋势的Z-Accel（Accel即acceleration，取加快速度的意思）产品系列中符合ZigBee标准的第一代网络处理器。

　　以往的解决方案通过两种途径实现ZigBee：集成RF和MCU的单芯方案以及RF和MCU的双芯方案。如果设计的空间不足，可以考虑单芯的解决方案，从手机上单芯渐成趋势可以窥见一斑。而如果需要发挥空间更大、弹性更大的设计，可以采用RF和MCU的双芯片方案。这两个不同的选择其实有一点共同的地方，客户都要花很多时间的来处理ZigBee协议栈的操作。而此次德州仪器产品的推出，恰恰提供了传统之外的第三条途径：ZigBee网络处理器加MCU的双芯片方案。

　　德州仪器的Z-Accel 是一套解决方案，Z-Stack软件ZigBee-2006 协议栈可在ZigBee 处理器上运行，而应用程序则能在外部 MCU 上运行。CC2480 能够处理所有时序关键型与处理密集型 ZigBee协议任务，而将应用 MCU 的资源占用空间释放出来用于满足其他应用要求。CC2480 不仅能够通过 SPI 或 UART 接口与各种 MCU 通信，还能与 TI 的 MPS430等器件相结合。

　　而往往人们不仅仅需要器件，更需要复杂的模块，所以“与第三方合作，第三方购买器件，验证自己设计的硬件和软件，将是实现ZigBee的第四个方向，”Sambuis对电子工程世界记者说。此所指的第三方不卖器件，而提供更为复杂的模型设计。

来源：德州仪器

　　近距离、低复杂度、低功耗、低成本的ZigBee技术，正在包括厂商、ZigBee联盟的多方努力下不断将技术晋级，挑战着我们想像的极限；然而另一方面，是主流应用尚不明晰的市场。那么，我们不禁会问：Zigbee联盟“在未来四到五年，每个家庭将拥有50 个Zigbee器件，最后将达到150个”的预言究竟何时才能实现？