在物聯網應用中采用ZigBee IP的主要考慮因素
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為了滿足這種無處不在的物聯網連接需求，就必須有一個滿足可連接設備需求的網絡標準。蜂窩技術太復雜，使用它將會大大增加成本，并且不支持這些大多數設備所需的電池壽命要求。
用于傳感和控制應用的ZigBee標準已經面世多年。而由ZigBee聯盟于2013年發(fā)布的ZigBee IP規(guī)范承諾為無線傳感器網絡提供無縫的互聯網連接，特別是智能電網應用，將會得到ZigBee Smart Energy IP協(xié)議棧的進一步支持。
ZigBee提供了一個完整的無線網狀網絡解決方案，利用互聯網連接去控制低功耗、低成本設備，連接多種不同類型的設備構成單一控制網絡。當前的ZigBee IP是IPv6兼容的，這使得它非常適合那些基于預期連接設備數量而選擇IPv6的應用。
傳感器網絡通信基礎知識
無線傳感器網絡(WSN)目前正在眾多應用中廣泛部署，覆蓋范圍從家庭自動化到工業(yè)控制，這是90年代末進行的大量研究和發(fā)展的結果。由成千上萬節(jié)點構成的無線網狀網絡被用于更大范圍的燈控、建筑監(jiān)視、智能電表，甚至用于監(jiān)視農業(yè)作物。
為了成功部署WSN，幾種底層技術是必要的：
●超低功率無線電：用于確保超長電池壽命(一些諸如智能電表的應用需要長達20年)以最小化因電池更換而帶來的成本和麻煩。即使市電可用，低功耗無線電也是一個顯著的優(yōu)點。
●基于標準的網狀網絡軟件：用于確保可靠的數據傳輸，尤其是對于無人干預的機器到機器(M2M)類型應用的操作。
●合適的無線協(xié)議和軟件堆棧：用于允許設備間進行標準數據格式的信息交換和自主操作。
ZigBee采用IEEE 802.15.4標準定義和構建底層，并為低功率無線電部件提供良好的基礎。該標準最初發(fā)布于2003年，從那時起，它開始得到擴展和提高，先是在2006年，然后在2011年。15.4e和15.4g修訂已經被商業(yè)無線電技術供應商用于他們的應用中，使他們的RF設備功耗減半，并且預期在下一代設備中進一步降低。這些修訂將對電池壽命產生重要的積極作用。
雖然802.15.4已經充分利用了基礎無線電技術，但是網狀網絡協(xié)議開發(fā)仍需花費較長的時間。網狀網絡堆棧，例如由Ember(2012年被Silicon Labs收購)開發(fā)的EmberZNet和由加州大學伯克利分校開發(fā)的TinyOS，被用于初期的802.15.4無線IC產品中，并且隨后得到進一步優(yōu)化以滿足系統(tǒng)需求。市場增長依賴于可實現互操作的標準化解決方案、提供更多資源去支持很多公司使用這種技術，ZigBee聯盟是近年來致力于為無線網狀網絡提供標準化解決方案的幾個組織之一。
應用協(xié)議棧——開發(fā)的最后一項——位于網狀協(xié)議棧的上層。應用層傾向于側重更具體的應用細節(jié)，為了達到真正的互操作性，必須開發(fā)通用接口和相關協(xié)議。
這些協(xié)議依賴于通用語言，從而使來自不同制造商的無線設備能夠相互通信。這樣互操作性要求可能存在競爭的公司在彼此產品相互依賴時進行合作、商定信息傳送協(xié)議以開發(fā)共同的標準。這種合作發(fā)生的一個領域是燈控產品(包括調光器和轉換開關)。其他領域，像家庭和樓宇自動化，市場的力量還不能為設備生產商之間協(xié)同工作提供足夠的動力。
以ZigBee PRO為基礎
多年以來，為了確保市場能夠充分利用ZigBee的優(yōu)勢，已經發(fā)布了多個ZigBee標準。ZigBee技術的穩(wěn)步增長促進了對協(xié)議及其可靠性的提升。為了滿足這些需求，ZigBee聯盟在2007年發(fā)布了ZigBee PRO規(guī)范，并在2008年發(fā)布了智能電網規(guī)范(Smart Energy Profile)。
ZigBee PRO專門為小型或大型網絡提供設備間的通信而進行了優(yōu)化。設備能夠加入網絡、與其他設備配對，并且能夠在沒有網絡或系統(tǒng)管理員干預下運行。標準專門針對通常所需的小信息包進行了優(yōu)化。例如，IEEE 802.15.4僅支持最大信息包長度為127個字節(jié)。使用ZigBee PRO標準，具有成百上千節(jié)點的網絡已被成功部署。
ZigBee PRO標準之前并沒有針對互聯網連接而優(yōu)化，然而當物聯網開始發(fā)展，性能方面的需求越來越多。不幸的是，現有協(xié)議和數據標準不能與當前的IP標準相匹配，不能直接用于互聯網。為了克服這種挑戰(zhàn)，智能網關被開發(fā)出來以提供所需的連接和轉換，但是他們的缺點是當有新設備或標準被開發(fā)后必須隨時更新。
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