ZigBee技術的出現,徹底解決了智能家居最后一百米的網絡傳輸問題。南京物聯董事長朱俊崗表示,ZigBee技術是無線技術的一種,ZigBee在智能家居最后一百米的解決地位并非意味ZigBee將取代WiFi或者藍牙,每種無線技術都有市場定位。
朱俊崗認為,ZigBee具有一定的安全性。到今天為止ZigBee技術在全球沒有被攻破的先例。有人或者同行乃至競爭對手會講,ZigBee至今都比較安全是以為內它目前的利用率不高、市場占有率不高,但是我們要知道,ZigBee網絡最初是在工業領域里面應用的,工業領域里面數據的價值對很多人來說非常敏感的。同行會想方設法得到這些數據,所以說攻破它的手法會更高明,但也沒有出現過這樣的案例。其次,ZigBee有自修復能力。因為它是一個網狀網,某一個設備壞了或者節點壞了,下面的設備會自動尋找其他的節點,自動組成網絡。第三是它的網絡規模比較大。會承載家庭未來的應用。 第四就是它的低功耗,而且隨著芯片制造能力的提升,它的功耗會越來越低。
智能照明的出現伴隨著物聯網、LED照明、無線通信等技術的發展,其典型特征是照明設備的單獨可控、方便靈活的場景設定,并且可以與其他智能化信息系統進行無縫對接(如智能傳感網、安全監控網、智能能源網等),以新穎的呈現模式滿足不同的智能化照明需求,因此,智能照明系統需要提供方便易操作的系統升級改造方案,以適應需求的不斷變化,而低功耗無線通信控制系統是其中關鍵的一環。
智能照明作為智慧工程重要組成部分,也是物聯網體系中一個較好的應用呈現形式。以基于低功耗無線傳輸的智能照明解決方案將是未來發展趨勢,目前市場環境日趨成熟,相關標準的建立將是推動智能照明市場發展的助力。
目前在低功耗無線傳輸領域所使用的協議有很多,還未形成統一的傳輸規范。下面以兩個當前主流低功耗無線傳輸協議Zigbee和Jennet-IP的比較為例,對低功耗傳輸協議的特點和發展方向進行分析。
1、Zigbee協議
Zigbee協議具有體積小、成本低、功耗小以及傳輸速率低等特點,是由摩托羅拉(美國)、三菱(日本)、飛利浦(荷蘭)、英維斯(英國)等公司于2002年共同提出并研發的低功耗無線通信協議。
Zigbee協議的網絡層和媒體接入層以IEEE802.15.4協議作為協議標準,IEEE 802.15.4協議是由IEEE 802無線個域網(WPAN,Wireless PersonalArea Network)小組(成立于2000年12月)于2003年12月正式發布的,包括其物理層和MAC層所采用的協議標準。Zigbee聯盟于2004年12月在IEEE802. 15. 4定義的物理層(PHY)和媒體接入層(MAC)的基礎上定義了網絡層和應用層,從而發布了Zigbee無線通信協議。
(1)Zigbee無線通信協議的主要應用特征有以下幾點:
?、俟牡停号c其他無線網絡協議相比,Zigbee協議設備的功耗極低,因此設備壽命延長很多;
?、诳煽啃詮姡篫igbee協議具有避免碰撞的機制,通過采用專用時間間隙方法,避免在發送數據過程中出現沖突;另外,在傳輸中采用自動路由的模式,提高了傳輸可靠性;
?、蹅鬏斅实停篫igbee協議支持的傳輸速率范圍為10kb/s~250kb/s;
?、軅鬏敃r延?。篫igbee協議對時間延遲要求高的應用做了優化,使得通信延時大大縮短,另外,Zigbee協議設備從睡眠狀態下激活的時間也降低了很多;
⑤支持節點數量多:理論上Zigbee協議網絡最多可支持65000個節點的容量;
?、薨踩詮姡篫igbee協議可以針對具體應用的需求,提供相應的安全機制,在CCM模式下采用AES.128算法對數據進行安全保護。
(2)Zigbee協議整體的結構主要包括物理層(PHY)、媒體接入層(MAC)、網絡/安全層以及應用框架層。
?、貾HY層主要負責控制無線收發器的開啟與關閉、信道選擇、能量檢測、鏈路質量、通過物理媒體發送和接收數據包等;
?、贛AC層主要負責信道接入、發送確認幀、時隙管理、信標管理、發送連接及斷開連接請求等,另外,還為合適的安全機制提供支撐,比如,免碰撞載波偵聽多址訪問(CSMA-CA)、時間同步信標可選超幀結構;
③安全層主要負責密鑰管理、存取等功能;
?、芫W絡層主要負LR-WPAN網的組網、數據等;
⑤應用框架層主要負責提供應用軟件接口(API),以便在應用層實現設備管理,另外,應用層還可為實際應用提供應用框架模型,以便開發應用。
2、Jennet-IP協議
由恩智浦半導體開發的Jenne t-IP,是一種增強型6LoWPAN網絡層協議,特別針對以IEEE802.15.4標準為基礎的超低功耗網絡所設計,適用于住宅和工業應用。Jennet-IP已獲得IBM、TCP等主要客戶采用,目前,Jennet-IP廣泛應用于智能家居、A/V射頻遙控、智能照明、家庭智能醫療、安全消防、門禁控制、智能能源等領域。6LoWPAN,即IPv6 over IEEE 802.15.4,原名為IPv6 over Lowpower Wireless Personal,即低速無線個域網標準。IPv6作為網絡層互聯方案,6LoWPAN技術引起了廣泛的關注,眾多無線組網解決方案都集成了6LoWPAN。
由于Jennet-IP是以IP為基礎的解決方案,具備出色的擴展能力,可支援最多達500臺設備的大型網絡,具有極大的發展潛力;在有無網關支持的情況下均可運作;Jennet-IP整合眾多特性于一身,支持IPv4、Ipv6、Zigbee多種協議,兼容6LoWPAN,具有功耗低、射頻范圍幅度大、存儲空間占用小、成本低等特點。
Jennet-IP以恩智浦(NXP)的Jennet網絡通訊協議棧為基礎,安全性能較高,能夠提供128位AES加密算法和設備加入功能,于2011年以開源授權方式發布。Jennet-IP的主要特性在于,其是以IP協議為基礎的網絡協議,符合IEEE,IEFT發布的標準,符合低功耗、低成本的大規模節點網絡需求,能夠與無線設備和公用網絡IP形成無縫鏈接,是目前2.4GHz較成熟解決方案的代表,能夠與Wi-Fi、藍牙共存,具備常用的API接口。
Jennet-IP的主要特性包括:
?。?)支持網關或無網關運行,可連接到互聯網或進行單機操作;
?。?)超低待機功耗,支持路由層優化技術,低功耗無線鏈路;
(3)高安全性128位AES加密,安全驗證和設備加入,可靠性;
?。?)內核小巧,低內存占用,不到128個字節,低成本,開源授權;
?。?)普及性:Jennet-IP在LR-WPAN網絡中使用IPv6,基于IP網絡的廣泛應用,作為下一代互聯網核心技術的IPv6,更容易得到不同領域的融合;
?。?)適用性強:IP網絡協議架目前受到廣泛認可,新一代互聯網絡也是以IP網絡協議為基礎的,因此,融合IPv6協議的LR-WPAN網絡具有更強的適應性,開發和應用更為簡單;
(7)更多地址空間:運用IPv6的LR-WPAN網絡可以提供龐大的地址空間。這正是大規模、高密度低功耗無線網絡設備的需要;
(8)實現地址自動匹配:節點處于激活狀態時,屬于IPv6網絡的節點能夠自行讀取自身MAC地址,并根據既定的規則轉換成節點的IPv6地址,這個特性對于無線傳感器網絡非常重要,因為在一般情況下,對于大規模的無線傳感網絡節點不坑內分別進行界面配置,所以節點能夠自行進行網絡配置將從根本上提高實際應用的價值;
?。?)易接入:運用IPv6的LR-WPAN網絡,接入其他IP網絡的難度將大大降低,隨著下一代互聯網的發展,使不同的網絡都可充分利用IP網絡內的所有資源;
(10)易開發性:隨著新一代IP網絡發展,基于IPv6的應用技術逐漸成熟,運用IPv6的LR-WPAN網絡,可以更為容易對成熟技術進行整合,大大簡化了協議發展過程。
評論
查看更多