ZigBee和Z-Wave的区别与未来

　　ZigBee和Z-Wave短距离无线技术都用于远程监控和控制，但两种技术的规格和应用却不同。在美国应用越来越广泛的家庭局域网(home-area network, HAN)中，两种技术都是理想选择。本文将对比这两种广泛使用的无线技术(见表格)。

　　

　　ZigBee

　　ZigBee基于IEEE的802.15.4个人局域网(PAN)无线标准，是ZigBee联盟发起的开放式无线标准。IEEE802.15.4标准提供网络的第一层(物理层，PHY)和第二层(媒体接入控制器，MAC)，网络层和应用层由ZigBee堆栈软件提供。

　　ZigBee标准创建于九十年代，当时作为Wi-Fi和蓝牙之外的另一个选择用于某些场合。IEEE802.15.4标准在2003年完成并在2006年得到升级。ZigBee联盟成立于2004年，目的是维护该标准，同时继续开发并提供互操作性测试。

　　作为无线网状网络技术，ZigBee可以用于直接通信，但大多数应用基于星形或树状拓扑网状网络。主节点控制其他的连接点，如果某个节点不能和另一节点通信，这两个节点就会作为中继器与通信范围内的其他的节点相连。ZigBee可支持6.5万个节点。

　　ZigBee设备运行于免费的工业、科学和医疗(ISM)频段。最受欢迎的配置都在2.4GHz频带，而ZigBee定义了16个5MHz的运行频段。最高数据率为250kbits/s,使用交错正交相移键控(OQPSK)。

　　ZigBee也支持其他的规格选择，如运行于915MHz(美国)上，以40kbits/s的速率传输，使用双相移相键控(BPSK)调制。欧洲版标准使用868MHz频率，速率20kbits/s.

　　ZigBee的典型功率在1mW或0dBm,开阔空间的通信范围为10米。不过根据情况，有时候也能达到更远的距离。ZigBee和Wi-Fi以及蓝牙使用同个频段，因此共存是个大问题。大多数收发器都有共存机制，将干扰最小化。

　　可用的16个信道允许无线传输能在最小的干扰下找到合适的频率。

　　ZigBee联盟是由公司和其他组织构成的联合体，支持标准的开发和应用推广，目前有超过220个成员。联盟为所有应用ZigBee标准的产品提供测试认证。

　　ZigBee的一大优势是灵活性。ZigBee的设计可用于支持特定应用软件的开发和部署，这些软件也称为应用规范(profile)。应用规范和ZigBee的堆栈相连，让制造商更快、更容易地推出特别针对某些应用的无线产品。可用的应用规范包括家庭自动化、智能能源、通信、医疗、远程控制(RF4CE,或称消费电子射频)、建筑自动化和零售服务。

　　Ember推出的EM351和EM357单芯片ZigBee设备包括一个802.15.4无线收发器和一个嵌入式32位ARM cortex M3处理器。EM351有128kbytes闪存，EM357有192kbyites闪存。两个产品都有12kbytes的RAM,内置AES128加密。接口包括UART、串口(SPI)、两线口(TWI)和一个数模转换器(ADC)。另外还有24位通用I/O(GPIO)。Ember提供完整的开发套件，包括硬件模块和所有软件(图1)。

　　

　　图1:Ember的开发套件，包括芯片、ZigBee协议软件、相应的开发工具转为简化嵌入式软件、网络和射频集成的复杂度而设计，

　　用于开发家庭、智能能源和其他远程监控和控制应用的低功耗无线产品。

　　同时，iControl提供了ZigBee家庭监控和控制面板(图2)。Ember和iControl联手协助宽带服务提供商和家庭安全公司，在互动安全性、监控、家庭管理服务领域探索新趋势。iControl OpenHome软件平台与其开放、和技术本身无关的软件基础设施互相配合，全部集成并显示在一个触摸屏上，功能包含报警系统、通信网关、家庭自动化平台。Ember的ZigBee平台为整个系统提供双向无线网络基础设施。

　　

　　图2:全部集成在触摸屏中，iControl的家用"仪表盘"专为中央监控和控制接口设计，提供所有家庭能源和自动化功能。ZigBee和智能电表以及家庭设备无线连接并进行监控和控制。