第三代無線通信標(biāo)準(zhǔn)

今天，我們正在進(jìn)入第三代無線通信階段。或者說“互聯(lián)網(wǎng)包含一切”的階段，這個(gè)階段用無線傳感器和控制技術(shù)來連接人類世界與虛擬電子世界。

傳感器和控制網(wǎng)絡(luò)不能增進(jìn)人們的交流，取而代之的是，它們允許傳感器和操作者交互，創(chuàng)建一個(gè)更加動(dòng)態(tài)的世界，從而避免人為的錯(cuò)誤并降低人力成本。

超低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以為很多應(yīng)用帶來好處。這包括監(jiān)視溫度、振動(dòng)、濕度、位置、液位高度等，在工廠中，可以將它們連接到HAVC系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)，或溫度控制系統(tǒng)等的控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
這樣的例子很多。對于農(nóng)業(yè)應(yīng)用，可以通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集溫度傳感器和土壤濕度傳感器的信息來監(jiān)視農(nóng)田、葡萄園、溫室，并自動(dòng)調(diào)整灌溉和施肥。

對于許多現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，低功耗無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括無須使用線纜、增加了在空間受限或危險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)用的靈活性、易于安裝、增加了安全性，而且降低了維護(hù)成本。然而，無線傳感器的發(fā)展完全依賴工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的進(jìn)度。

工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)了無線應(yīng)用的發(fā)展
無線通信在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)下得到了很大的發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)為OEM和集成商提供了選擇的靈活性，允許不同供應(yīng)商的設(shè)備可以互操作，這在所有應(yīng)用中是最重要的。

與大多數(shù)無線網(wǎng)絡(luò)相比，傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求是截然不同的，功率消耗指標(biāo)就是最明顯的差別。對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.15.4規(guī)范（ZigBee和其他版本）。許多供應(yīng)商已經(jīng)開始提供基于802.15.4協(xié)議的收發(fā)器芯片。有些芯片是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的簡化，而有些則提供了針對特殊應(yīng)用的附加特征。例如，GreenPeak公司的GP500收發(fā)器就包含了許多低功耗的特性，可以用于鈕扣電池供電和自收集能量供電的應(yīng)用。

也有一些廠商提供采用藍(lán)牙和Wi-Fi技術(shù)的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，IEEE 802.15.4和藍(lán)牙技術(shù)的比較如表1所示。它們都采用非標(biāo)準(zhǔn)的形式，利用IEEE 802.15.4協(xié)議在本國實(shí)現(xiàn)。IEEE 802.15.4協(xié)議規(guī)范提供最基本的低功耗無線傳感器網(wǎng)路應(yīng)用是被廣泛接受的。

表1 IEEE 802.15.4和藍(lán)牙主要參數(shù)比較

ZigBee聯(lián)盟的推動(dòng)
ZigBee聯(lián)盟是一個(gè)由技術(shù)提供者和OEM產(chǎn)品公司組成的獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)化組織。在2007年底，該聯(lián)盟為ZigBee和ZigBee PRO網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范定稿。

從使用的角度出發(fā)，ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧是非常適合家庭應(yīng)用的，家庭網(wǎng)絡(luò)通常包括10個(gè)，或多到100個(gè)設(shè)備。ZigBee PRO網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧是ZigBee的超集，它增加了網(wǎng)絡(luò)容量和很好處理與其他無線技術(shù)沖突的能力特征。ZigBee PRO的特征使它非常適合大型應(yīng)用，特別是在商業(yè)建筑中的應(yīng)用。