ZigBee引領物聯(lián)網(wǎng)設備大步向前

　　ZigBee基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，是一個開放的無線網(wǎng)絡狀網(wǎng)絡技術。與傳統(tǒng)星型、點對點、網(wǎng)狀網(wǎng)絡采用最低成本節(jié)點為所有聯(lián)網(wǎng)設備提供覆蓋的架構不同，ZigBee采用動態(tài)、自主的路由協(xié)議，基于AODV的路由技術。在AODV中，一個節(jié)點需要連接時，則將廣播一條路由請求報文，其他節(jié)點在路由表中查找，如果有到達目標節(jié)點的路由，則向源節(jié)點反饋，源節(jié)點挑選一條可靠、跳數(shù)最小的路線，并存儲信息到本地路由表以便用于未來所需，如果一條路由線路失敗，節(jié)點能夠簡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能夠自適應的找到一條更長但可用的路由線路。這種獨特的架構使ZigBee擁有近距離、低復雜度、自組織、低功耗、高數(shù)據(jù)速率的特點。

　　正因為ZigBee這些特點，使其主要適用于自動控制以及遠程控制領域，目的是為了滿足小型廉價設備的無線聯(lián)網(wǎng)和控制，典型應用如無線傳感網(wǎng)絡，在家庭/商業(yè)自動化領域、智慧能源、健康醫(yī)療及零售等領域，ZigBee也被證明是可靠的無線網(wǎng)絡解決方案。

　　在開發(fā)2.4 GHz ZigBee?無線網(wǎng)絡應用時，設計工程師通常會面臨系統(tǒng)分割的選擇：對ZigBee的連接性及網(wǎng)絡處理解決方案而言，最佳的整合層級為何？從效能、功耗及成本的角度來看，何者是最適合的選擇——是將2.4 GHz無線收發(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在自動化控制、移動互聯(lián)網(wǎng)絡、智能可穿戴設備領域越加頻繁的應用，業(yè)內(nèi)對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。對此，ZigBee聯(lián)盟推出新協(xié)議920IP，該標準是全球首個基于互聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)定第6版（IPv6）的無線網(wǎng)格網(wǎng)絡（Mesh Networking）解決方案，未來將應用于低耗電量和低成本的家庭能源管理的網(wǎng)格網(wǎng)絡及其相關設備中，提升物聯(lián)網(wǎng)設備的能效和互通性。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)設備效能將會極大提高。

　　WiFi后浪拍前浪

　　WIFI是我們常用的無線網(wǎng)絡技術，幾乎所有的智能手機、平板電腦和筆記本電腦都支持Wifi上網(wǎng)，是當今使用最廣的一種無線網(wǎng)絡傳輸技術。目前我們用到的WiFi大多基于IEEE 802.11n無線標準，數(shù)據(jù)傳輸速率達到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，新的802.11ac標準正強勢殺入WiFi技術市場，應用新標準的WiFi，傳輸率將增加十倍。

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

　　然而，大多數(shù)人都在關注802.11ac等新一代WiFi技術的時候，另一種更快的短距離無線傳輸技術WiGig正在快速的崛起。如果將所有的短距離通信技術看做是一個艦隊的話，那么WiGig無疑是其中的一個超級戰(zhàn)艦——運行在60GHz頻段的WiGig技術，理論峰值可以達到7Gbps。從定義上看，WiGig是工作在60GHz頻帶上，實現(xiàn)數(shù)千兆位元速度傳輸?shù)臒o線傳輸技術，相比目前廣泛部署的Wi-Fi技術，其傳輸距離更短，但是速度卻是802.11n技術的10倍多，可以達到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瞄準了尚未商用的60GHz頻段，這意味著不僅可以在短距離內(nèi)實現(xiàn)高速傳輸，還可以避免其他設備干擾，提高頻率利用率。

　　與此同時，WiGig標準的另一大優(yōu)勢在于它可以跟目前的Wi-Fi很好地融合。 WiGig技術很大部分是由傳統(tǒng)Wi-Fi技術延伸而來的，因此它能夠向下兼容802.11n的能力：當用戶距離AP（熱點）較遠，其無線連接將自動選擇 傳輸速度較慢但傳輸距離更遠的頻段（如802.11n）；而當用戶距離AP較近時，系統(tǒng)將自動切換到60GHz頻段，以獲得更高的連接速率。此外，在信號 加密方面，WiGig設備將兼容802.11的WPA2加密算法，確保它與現(xiàn)有無線網(wǎng)絡的互聯(lián)互通。

　　半導體巨頭高通正是看到了WiGig的無限潛能，首開了移動設備內(nèi)建三頻無線連結平臺先例。高通在完成WiGig技術（802.11ad標準）供應商--Wilocity收購后，已積極將802.11b/g/n、802.11ac及802.11ad三大無線連結標準方案整合于移動設備，并推出基于驍龍（Snapdragon）810處理器的參考設計，期挾同步支援上述三標準且運行于2.4、5、60GHz三個頻段的優(yōu)勢，滿足4K影音串流、點對點（P2P）傳輸、無線擴充基座（Wireless Docking）等應用需求。

　　藍牙全新升級，深入日常應用

　　藍牙技術在手機領域，尤其是智能手機產(chǎn)品中一直扮演著重要的作用。而熟悉藍牙技術的用戶都知道，目前最新的被廣泛應用的藍牙標準已經(jīng)到了4.0階段。不過 最近藍牙技術聯(lián)盟的已經(jīng)正式對外公布了最新的藍牙4.1技術標準，而將到來的新藍牙技術將支持智能穿戴設備以及其他一些設備，從而可以允許這些設備直接連接到互聯(lián)網(wǎng)。

　　相比于藍牙4.0，藍牙4.1第一個改進的地方被藍牙技術聯(lián)盟稱為“共存性”，即藍牙4.1與LTE無線電信號之間如果同時傳輸數(shù)據(jù)，那么藍牙4.1可以自動協(xié)調(diào)兩者的傳輸信息，理論 上可以減少其它信號對藍牙4.1的干擾。其次，第二個改進是提升了連接速度并且更加智能化。比如減少了設備之間重新連接的時間，意味著用戶如果走出了藍牙 4.1的信號范圍并且斷開連接的時間不算很長，當用戶再次回到信號范圍中之后設備將自動連接，反應時間要比藍牙4.0更短。最后一個改進之處是提高傳輸效率，如果用戶連接的設備非常多，比如連接了多部可穿戴設備，彼此之間的信息都能即時發(fā)送到接接收設備上。

　　藍牙技術聯(lián)盟（Bluetooth SIG）的研究員表示，藍牙4.1有助于啟用和增強物聯(lián)網(wǎng)，為應用開發(fā)人員帶來了新的機遇。例如，藍牙智能手表現(xiàn)在可以在用戶游泳或外出跑步時收集數(shù)據(jù)。隨后，這些數(shù)據(jù)會在用戶返回家 后自動傳輸至智能手機。手表還可以作為中樞設備，與多個其它收集不同數(shù)據(jù)的可穿戴設備進行信息交換。返回家后，這些數(shù)據(jù)會從所有設備中收集起來并匯總，然后傳輸和記錄至智能手機中，以供用戶分析和追蹤健康狀況變化。對于應用開發(fā)人員而言，4.1版意味著在創(chuàng)建支持多個角色的創(chuàng)新產(chǎn)品時具有更高的靈活性，這項更新在可穿戴技術日趨成熟和依賴傳感器的情況下尤為有用。