干货！智能照明无线传输2种协议深度对比分析

　　ZigBee技术的出现，彻底解决了智能家居最后一百米的网络传输问题。南京物联董事长朱俊岗表示，ZigBee技术是无线技术的一种，ZigBee在智能家居最后一百米的解决地位并非意味ZigBee将取代WiFi或者蓝牙，每种无线技术都有市场定位。

　　朱俊岗认为，ZigBee具有一定的安全性。到今天为止ZigBee技术在全球没有被攻破的先例。有人或者同行乃至竞争对手会讲，ZigBee至今都比较安全是以为内它目前的利用率不高、市场占有率不高，但是我们要知道，ZigBee网络最初是在工业领域里面应用的，工业领域里面数据的价值对很多人来说非常敏感的。同行会想方设法得到这些数据，所以说攻破它的手法会更高明，但也没有出现过这样的案例。其次，ZigBee有自修复能力。因为它是一个网状网，某一个设备坏了或者节点坏了，下面的设备会自动寻找其他的节点，自动组成网络。第三是它的网络规模比较大。会承载家庭未来的应用。 第四就是它的低功耗，而且随着芯片制造能力的提升，它的功耗会越来越低。

　　智能照明的出现伴随着物联网、LED照明、无线通信等技术的发展，其典型特征是照明设备的单独可控、方便灵活的场景设定，并且可以与其他智能化信息系统进行无缝对接（如智能传感网、安全监控网、智能能源网等），以新颖的呈现模式满足不同的智能化照明需求，因此，智能照明系统需要提供方便易操作的系统升级改造方案，以适应需求的不断变化，而低功耗无线通信控制系统是其中关键的一环。

　　智能照明作为智慧工程重要组成部分，也是物联网体系中一个较好的应用呈现形式。以基于低功耗无线传输的智能照明解决方案将是未来发展趋势，目前市场环境日趋成熟，相关标准的建立将是推动智能照明市场发展的助力。

　　目前在低功耗无线传输领域所使用的协议有很多，还未形成统一的传输规范。下面以两个当前主流低功耗无线传输协议Zigbee和Jennet-IP的比较为例，对低功耗传输协议的特点和发展方向进行分析。

　　1、Zigbee协议

　　Zigbee协议具有体积小、成本低、功耗小以及传输速率低等特点，是由摩托罗拉（美国）、三菱（日本）、飞利浦（荷兰）、英维斯（英国）等公司于2002年共同提出并研发的低功耗无线通信协议。

　　Zigbee协议的网络层和媒体接入层以IEEE802.15.4协议作为协议标准，IEEE 802.15.4协议是由IEEE 802无线个域网（WPAN，Wireless PersonalArea Network）小组（成立于2000年12月）于2003年12月正式发布的，包括其物理层和MAC层所采用的协议标准。Zigbee联盟于2004年12月在IEEE802. 15. 4定义的物理层（PHY）和媒体接入层（MAC）的基础上定义了网络层和应用层，从而发布了Zigbee无线通信协议。

　　（1）Zigbee无线通信协议的主要应用特征有以下几点：

　　①功耗低：与其他无线网络协议相比，Zigbee协议设备的功耗极低，因此设备寿命延长很多；

　　②可靠性强：Zigbee协议具有避免碰撞的机制，通过采用专用时间间隙方法，避免在发送数据过程中出现冲突；另外，在传输中采用自动路由的模式，提高了传输可靠性；

　　③传输率低：Zigbee协议支持的传输速率范围为10kb/s～250kb/s；

　　④传输时延小：Zigbee协议对时间延迟要求高的应用做了优化，使得通信延时大大缩短，另外，Zigbee协议设备从睡眠状态下激活的时间也降低了很多；

　　⑤支持节点数量多：理论上Zigbee协议网络最多可支持65000个节点的容量；

　　⑥安全性强：Zigbee协议可以针对具体应用的需求，提供相应的安全机制，在CCM模式下采用AES.128算法对数据进行安全保护。

　　（2）Zigbee协议整体的结构主要包括物理层（PHY）、媒体接入层（MAC）、网络/安全层以及应用框架层。

　　①PHY层主要负责控制无线收发器的开启与关闭、信道选择、能量检测、链路质量、通过物理媒体发送和接收数据包等；

　　②MAC层主要负责信道接入、发送确认帧、时隙管理、信标管理、发送连接及断开连接请求等，另外，还为合适的安全机制提供支撑，比如，免碰撞载波侦听多址访问（CSMA-CA）、时间同步信标可选超帧结构；

　　③安全层主要负责密钥管理、存取等功能；

　　④网络层主要负LR-WPAN网的组网、数据等；

　　⑤应用框架层主要负责提供应用软件接口（API），以便在应用层实现设备管理，另外，应用层还可为实际应用提供应用框架模型，以便开发应用。

　　2、Jennet-IP协议

　　由恩智浦半导体开发的Jenne t-IP，是一种增强型6LoWPAN网络层协议，特別针对以IEEE802.15.4标准为基础的超低功耗网络所设计，适用于住宅和工业应用。Jennet-IP已获得IBM、TCP等主要客户采用，目前，Jennet-IP广泛应用于智能家居、A/V射频遥控、智能照明、家庭智能医疗、安全消防、门禁控制、智能能源等领域。6LoWPAN，即IPv6 over IEEE 802.15.4，原名为IPv6 over Lowpower Wireless Personal，即低速无线个域网标准。IPv6作为网络层互联方案，6LoWPAN技术引起了广泛的关注，众多无线组网解决方案都集成了6LoWPAN。

　　由于Jennet-IP是以IP为基础的解決方案，具备出色的扩展能力，可支援最多达500台设备的大型网络，具有极大的发展潜力；在有无网关支持的情況下均可运作；Jennet-IP整合众多特性于一身，支持IPv4、Ipv6、Zigbee多种协议，兼容6LoWPAN，具有功耗低、射频范围幅度大、存储空间占用小、成本低等特点。

　　Jennet-IP以恩智浦（NXP）的Jennet网络通讯协议栈为基础，安全性能较高，能够提供128位AES加密算法和设备加入功能，于2011年以开源授权方式发布。Jennet-IP的主要特性在于，其是以IP协议为基础的网络协议，符合IEEE，IEFT发布的标准，符合低功耗、低成本的大规模节点网络需求，能够与无线设备和公用网络IP形成无缝链接，是目前2.4GHz较成熟解决方案的代表，能够与Wi-Fi、蓝牙共存，具备常用的API接口。

　　Jennet-IP的主要特性包括：

　　（1）支持网关或无网关运行，可连接到互联网或进行单机操作；

　　（2）超低待机功耗，支持路由层优化技术，低功耗无线链路；

　　（3）高安全性128位AES加密，安全验证和设备加入，可靠性；

　　（4）内核小巧，低内存占用，不到128个字节，低成本，开源授权；

　　（5）普及性：Jennet-IP在LR-WPAN网络中使用IPv6，基于IP网络的广泛应用，作为下一代互联网核心技术的IPv6，更容易得到不同领域的融合；

　　（6）适用性强：IP网络协议架目前受到广泛认可，新一代互联网络也是以IP网络协议为基础的，因此，融合IPv6协议的LR-WPAN网络具有更强的适应性，开发和应用更为简单；

　　（7）更多地址空间：运用IPv6的LR-WPAN网络可以提供庞大的地址空间。这正是大规模、高密度低功耗无线网络设备的需要；

　　（8）实现地址自动匹配：节点处于激活状态时，属于IPv6网络的节点能够自行读取自身MAC地址，并根据既定的规则转换成节点的IPv6地址，这个特性对于无线传感器网络非常重要，因为在一般情况下，对于大规模的无线传感网络节点不坑内分别进行界面配置，所以节点能够自行进行网络配置将从根本上提高实际应用的价值；

　　（9）易接入：运用IPv6的LR-WPAN网络，接入其他IP网络的难度将大大降低，随着下一代互联网的发展，使不同的网络都可充分利用IP网络内的所有资源；

　　（10）易开发性：随着新一代IP网络发展，基于IPv6的应用技术逐渐成熟，运用IPv6的LR-WPAN网络，可以更为容易对成熟技术进行整合，大大简化了协议发展过程。