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ZigBee硬件與軟件標(biāo)準(zhǔn)介紹
2007/2/1 13:24:27    產(chǎn)通學(xué)院,365PR NET

ZigBee聯(lián)盟由全球多家知名科技公司組成,通過開放的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),致力推動及研發(fā)可靠、有效、及低功率的無線智能網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控產(chǎn)品的技術(shù)聯(lián)盟。在標(biāo)準(zhǔn)制訂方面,ZigBee硬件與軟件標(biāo)準(zhǔn)的制訂主要由IEEE 802.15.4小組與ZigBee聯(lián)盟分別負(fù)責(zé)。


802.15.4標(biāo)準(zhǔn)


2000年12月IEEE成立了802.15.4小組,負(fù)責(zé)制訂媒體存取控制層(MAC)與物理層(PHY)在低速無線個人局域網(wǎng)絡(luò)(Low-Rate Wireless Personal and Network:LR-WPAN)的規(guī)范,并在2003年5月通過IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.15.4小組為了降低復(fù)雜度、提高安全機制的使用彈性以及考慮新頻帶分配等原因,開始著手制定IEEE 802.15.4b標(biāo)準(zhǔn),而IEEE 802.15.4b已于2006年6月通過,此標(biāo)準(zhǔn)可有效簡化架構(gòu)并改善互通性,進(jìn)而提高系統(tǒng)穩(wěn)定度。

在IEEE802.15.4網(wǎng)絡(luò)中,把裝置(Device)區(qū)分成全功能裝置(Full Functional Device:FFD)及簡化功能裝置(Reduced Functionality Device:RFD)。兩個或是兩個以上的裝置在同一個頻道中,可以構(gòu)成一個無線個人局域網(wǎng)絡(luò),全功能裝置可以和其它裝置通訊,并可成為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者(PAN Coordinator),而簡化功能裝置通常僅和一個全功能裝置通訊,而且不能成為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者。而且在一個WPAN中必須包含至少一個全功能裝置以作為個人局域網(wǎng)絡(luò)之協(xié)調(diào)者。


ZigBee聯(lián)盟


ZigBee聯(lián)盟是2002年10月由Honeywell、Invensys、Mitsubishi、Motorola與Philips共同成立的,ZigBee聯(lián)盟負(fù)責(zé)制訂網(wǎng)絡(luò)層、安全管理、應(yīng)用界面規(guī)范,并且須肩負(fù)互通測試,2004年12月正式定案Zigbee 1.0(ZigBee-2004),但大部分廠商則以2005年9月公布的標(biāo)準(zhǔn)作為規(guī)范,來制作ZigBee協(xié)議堆棧。2006年10月,ZigBee聯(lián)盟制定完成ZigBee 2006(又稱ZigBee 1.1),并于2007年1月開放網(wǎng)絡(luò)下載。此外,ZigBee 2007(又稱ZigBee Pro)的初稿也在2006年11月完成。

在ZigBee 2006的技術(shù)規(guī)范中主要新增了以下的功能:
(1)新增了ZCL(ZigBee cluster library)。
(2)新增Group Devices,可以將多個組件進(jìn)行組合,允許單獨的組件從屬于某個群組。
(3)新增multicast機能。
(4)移除KVP(Key Value Pair)的信息格式。
(5)新增無線配置OTA(Over the Air)的功能,使用者可直接透過OTA來動態(tài)實時更新組件韌體。

在ZigBee 2007中,ZigBee Alliance進(jìn)一步增加新的尋址功能,而不依據(jù)原本Cskip的分布式尋址機制,在其網(wǎng)絡(luò)中改用AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)路由方式。ZigBee 1.0中只定義Home Controls lighting的Profile,在ZigBee 1.1則定義了Commercial Building Automation、Industrial Plant Monitoring及Home Automation。而ZigBee 2007預(yù)計加入WSN的Profiles。雖然ZigBee Alliance一直持續(xù)對ZigBee規(guī)格進(jìn)行改善,但也造成這三個版本彼此可能無法完全兼容,從而形成推廣上的問題。

2006年10月,IEEE 802.15.4a小組選定由Nanotron科技設(shè)計的寬帶線性調(diào)頻擴頻(Chirp Spread Spectrum)物理層技術(shù)作為基準(zhǔn)物理層標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)是專門鎖定實時精確定位(real-time precision location)和傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

2007年10月2日,ZigBee聯(lián)盟為ZigBee規(guī)格推出全面的新功能。2006年推出的原有功能組現(xiàn)在稱為ZigBee Feature Set。ZigBee還推出一套名為ZigBee PRO的功能組,新Feature Set的設(shè)計可以彼此互通,確保長期使用的性能與穩(wěn)定性。功能加強后的ZigBee PRO Feature Set特色如下:
(1)網(wǎng)絡(luò)擴充功能(Network Scalability),加強對較大型網(wǎng)絡(luò)的支持,提供更多的管理、彈性、與性能方面的選擇;
(2)封包拆解功能(Fragmentation),將較長信息加以切割的新功能,可與其它協(xié)議和系統(tǒng)互動;
(3)快速頻率切換(Frequency Agility),如果發(fā)生干擾,網(wǎng)絡(luò)就會迅速切換頻道;
(4)自動設(shè)備地址管理功能(Automated Device Address Management),特別適用于較大型網(wǎng)絡(luò),增加了網(wǎng)絡(luò)管理和配置工具;
(5)組群地址功能(Group Addressing),提供大型網(wǎng)絡(luò)所需要的數(shù)據(jù)流最佳化(traffic optimization);
(6)無線啟用功能(Wireless Commissioning),增加安全的無線啟用功能;
(7)集中式數(shù)據(jù)收集功能(Centralized Data Collection),特別用于大型網(wǎng)絡(luò)信息流量的最佳化。


進(jìn)一步信息,請瀏覽http://www.zigbee.org/。

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