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解密ZigBee IP规范:智能能源传感网络更可靠

2014-03-10 16:29
瑾年Invader
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  过去15年来,科技公司不断探索为无线感测器网路和其他须要利用网际网路的可连接设备开发使用网际网路协定(IP)的软体解决方案。近几年,所出现最可行的IP软体解决方案之一,是2013年3月由ZigBee联盟发布的ZigBee IP规范。ZigBee IP是第一个针对基于网际网路通讯协定第六版(IPv6)的全无线网状网路解决方案的开放标准,它为控制低功耗、低成本设备提供无缝网际网路连结,并可在单一控制网路中连结几十种不同的设备。

  ZigBee IP设计主要在支援ZigBee Smart Energy IP协定堆叠。本文探讨无线感测器网路IP解决方案的演变,以及新ZigBee Smart Energy IP协定堆叠的使用。

  感测器网路首重低功耗设计

  自20世纪90年代后期,感测器网路已经成为研究和实验的主要课题,其采用可收集和发送资料的微小智慧设备去提升结构性监视、增强能源效率或增加作物产量的网路应用前景已毋须多说。建构感测器网路的基本技术包括:

  ● 低功耗和高效无线电技术

  让典型设备具有几年的电池寿命,并为无法透过电池或主电源供电的其他设备提供能源收集的功能。

  ● 可靠的网状网路和协定

  用以实现无人值班的长期运行。

  ● 合适的应用协定

  允许设备之间透过约定的资料格式进行资讯交换,支援自主运行。

  2003年发布的IEEE 802.15.4标准以及2004年出现的满足标准要求的商用无线电收发器,为低功耗无线通讯提供基础。从那时起,IEEE标准已经在2006、2011年得到扩展和改进。随着15.4e和15.4g修订版本的发布,商用无线电收发器供应商已经成功降低他们射频(RF)元件近一半功耗,并预期在下一代元件出现时功率可再次减半。

  可靠的网路通讯协定开发和效能验证须要较长的时间。私有网状网路通讯协定堆叠,例如EmberZNet或者来自Berkeley的TinyOS,已经发布相容15.4标准的无线晶片。虽然这些协定堆叠被使用并得到进一步开发,但是市场的成长和扩张依赖基于标准解决方案去实现互通性,以及是否可以从多个采购管道获得采用该技术的公司产品。ZigBee联盟是最近几年为无线网状网路提供标准解决方案的少数组织之一。

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