1. ZigBee （紫峰協(xié)議）

ZigBee簡(jiǎn)介

Zigbee是IEEE 802．15．4協(xié)議的簡(jiǎn)稱(chēng)，它來(lái)源于蜜蜂的八字舞，蜜蜂(bee)是通過(guò)飛翔和“嗡嗡”(zig)抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息，而ZigBee協(xié)議的方式特點(diǎn)與其類(lèi)似便更名為ZigBee。ZigBee主要適合用于自動(dòng)控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設備，其特點(diǎn)是傳播距離近、低功耗、低成本、低數據速率、可自組網(wǎng)、協(xié)議簡(jiǎn)單。

ZigBee的主要優(yōu)點(diǎn)如下：

1. 功耗低

對比Bluetooth與WiFi，在相同的電量下（兩節五號電池）可支持設備使用六個(gè)月至兩年左右的時(shí)間，而B(niǎo)luetooth只能工作幾周，WiFi僅能工作幾小時(shí)。

2. 成本低
ZigBee專(zhuān)利費免收，傳輸速率較小且協(xié)議簡(jiǎn)單，大大降低了ZigBee設備的成本。

3. 掉線(xiàn)率低

由于ZigBee的避免碰撞機制，且同時(shí)為通信業(yè)務(wù)的固定帶寬預留了專(zhuān)用的時(shí)間空隙，使得在數據傳輸時(shí)不會(huì )發(fā)生競爭和沖突；可自組網(wǎng)的功能讓其每個(gè)節點(diǎn)模塊之間都能建立起聯(lián)系，接收到的信息可通過(guò)每個(gè)節點(diǎn)模塊間的線(xiàn)路進(jìn)行傳輸，使得ZigBee傳輸信息的可靠性大大提高了，幾乎可以認為是不會(huì )掉線(xiàn)的。

4. 組網(wǎng)能力強

ZigBee的組網(wǎng)能力超群，建立的網(wǎng)絡(luò )每個(gè)有60，000個(gè)節點(diǎn)。

5. 安全保密

ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全類(lèi)和軟件，并集成了IEEE 802.15.4的安全元素。

6. 靈活的工作頻段

2.4 GHz，868 MHz及915 MHz的使用頻段均為免執照頻段。

ZigBee的缺點(diǎn)如下：

1. 傳播距離近

若在不適用功率放大器的情況下，一般ZigBee的有效傳播距離一般在10m——75m，主要還是適用于一些小型的區域，例如家庭和辦公場(chǎng)所。但若在犧牲掉其低掉線(xiàn)率的優(yōu)點(diǎn)的前提下，以節點(diǎn)模塊作為接收端也作為發(fā)射端，便可實(shí)現較長(cháng)距離的信息傳輸。

2. 數據信息傳輸速率低

處于2．4 GHz的頻段時(shí)，ZigBee也只有250 Kb/s的傳播速度，而且這單單是鏈路上的速率且不包含幀頭開(kāi)銷(xiāo)、信道競爭、應答和重傳，去除掉這些后實(shí)際可應用的速率會(huì )低于100 Kb/s，在多個(gè)節點(diǎn)運行多個(gè)應用時(shí)速率還要被他們分享掉。

3. 會(huì )有延時(shí)性

ZigBee在隨機接入MAC層的同時(shí)不支持時(shí)分復用的信道接入方式，因此在支持一些實(shí)時(shí)的應用時(shí)會(huì )因為發(fā)送多跳和沖突會(huì )產(chǎn)生延時(shí)。

ZigBee的具體應用

ZigBee的問(wèn)世已經(jīng)有很長(cháng)一段時(shí)間，但是由于傳輸速率且目前電子設備中配置其模塊的比例幾乎為零，在2010年前幾乎沒(méi)有什么出名的具體應用。在LED火熱的這幾年，人們發(fā)現ZigBee適用于燈光照明系統，智能家居系統這種不需要傳輸速率很快的系統。最近還有應用在無(wú)線(xiàn)定位系統中并在具體的項目上得到了實(shí)施。
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2. Bluetooth（藍牙協(xié)議）

藍牙簡(jiǎn)介

藍牙協(xié)議是由愛(ài)立信公司創(chuàng )造并于1999年5月20日與其他業(yè)界領(lǐng)先開(kāi)發(fā)商一同制定了藍牙技術(shù)標準，最終將此種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)命名為藍牙。藍牙技術(shù)是一種可使電子設備在10～100 m的空間范圍內建立網(wǎng)絡(luò )連接并進(jìn)行數據傳輸或者語(yǔ)音通話(huà)的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。

藍牙發(fā)展趨勢

藍牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth Special Interest Group，SIG)日前宣布藍牙4.0版本正式問(wèn)世，且制定了技術(shù)標準并開(kāi)始了認證計劃。藍牙4.0在保持3．0+HS高速傳輸技術(shù)的基礎上又加入了某開(kāi)發(fā)商力推的Wibree低功耗傳輸技術(shù)。

藍牙4.0是IEEE 802．15．1傳統藍牙，IEEE 802．11物理層和MAC層以及Wibree三者的結合體，已和大家傳統認識中只適用于WPAN的藍牙有著(zhù)天壤之別，在未來(lái)幾年藍牙會(huì )持續這幾年的發(fā)展趨勢進(jìn)入一個(gè)應用狂潮。

藍牙4.0最大的突破和技術(shù)特點(diǎn)便是沿用Wibree的低功耗傳輸，它采用簡(jiǎn)單的GFSK調制因而有著(zhù)極低的運行和待機功耗，即使只是一顆紐扣電池也可支持設備工作幾年以上。
藍牙4.0的網(wǎng)絡(luò )拓撲與ZigBee的星形拓撲相比來(lái)得簡(jiǎn)單且傳輸速率是ZigBee的幾倍以上，在傳輸距離上相對NFC又有較大優(yōu)勢，加之其在手機與音頻領(lǐng)域的廣泛應用，作為一個(gè)問(wèn)世不久的新技術(shù)，它對ZigBee和NFC的威脅力度卻不容忽視，未來(lái)發(fā)展不可限量。

藍牙的優(yōu)點(diǎn)如下：

1. 功耗低且傳輸速率快

藍牙的短數據封包特性是其低功耗技術(shù)特點(diǎn)的根本，傳輸速率可達到1Mb/s，且所有連接均采用先進(jìn)的嗅探性次額定功能模式以實(shí)現超低的負載循環(huán)。

2. 建立連接的時(shí)間短

藍牙用應用程序打開(kāi)到建立連接只需要短短的3ms，同時(shí)能以數毫秒的傳輸速度完成經(jīng)認可的數據傳遞后并立即關(guān)閉連接。

3. 穩定性好

藍牙低功耗技術(shù)使用24位的循環(huán)重復檢環(huán)(CRC)，能確保所有封包在受干擾時(shí)的最大穩定度。

4. 安全度高

CCM的AES-128完全加密技術(shù)為數據封包提供高度加密性及認證度。

藍牙的缺點(diǎn)如下：

1. 數據傳輸的大小受限

高速跳頻使得藍牙傳輸信息時(shí)有極高的安全性但同時(shí)也限制了藍牙傳輸過(guò)程中數據包不可能太大。即使在所謂的高保真藍牙耳機中高低頻部分也是會(huì )被嚴重壓縮的。

2. 設備連接數量少

相對于Wifi與ZigBee，藍牙連接設備能力確實(shí)較差，理論上可連接8臺設備，實(shí)際上也就只能做到6——7個(gè)設備連接。

3. 藍牙設備的單一連接性

假設我用A手機連接了一個(gè)藍牙設備，那么B手機是連接不上它的，一定要我與此藍牙設備之間的握手協(xié)議斷開(kāi)B手機才能連接上它。

藍牙應用

從最初的藍牙傳輸數據使得藍牙技術(shù)在手機上廣泛運用，再到后來(lái)藍牙耳機和藍牙無(wú)線(xiàn)鼠標的風(fēng)靡，再到時(shí)下最流行的藍牙智能家居系統，藍牙對人們生活產(chǎn)生的便利不言而喻。憑借著(zhù)其在電子產(chǎn)品中的高配置比，人們對藍牙新產(chǎn)品的接受程度會(huì )高于ZigBee，NFC等產(chǎn)品。電子窗簾，吸塵器機器人，抽油煙機，智能穿戴產(chǎn)品，低功耗的藍牙4.0將有更大的應用市場(chǎng)。
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3. WiFi（無(wú)線(xiàn)保真協(xié)議）

WiFi技術(shù)簡(jiǎn)介

WiFi(Wireless Fidelity，無(wú)線(xiàn)保真技術(shù))是IEEE 802．11的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種可支持數據，圖像，語(yǔ)音和多媒體且輸出速率高達54Mb/s的短程無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，在幾百米的范圍內可讓互聯(lián)網(wǎng)接入者接收到無(wú)線(xiàn)電信號。WiFi的首版于1997年問(wèn)世，當時(shí)其中定義了物理層和介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)接入控制層(MAC層)并在規定了無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的基本傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò )結構的同時(shí)規范了介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)層(MAC)的特性和物理層（PHY），其中物理層采用的是FSSS(調頻擴頻)技術(shù)、紅外技術(shù)和DSSS(直接序列擴頻)技術(shù)。在1999年又新增了IEEE 802．11g和IEEE 802．11a標準進(jìn)行完善。

WiFi技術(shù)特點(diǎn)

1. 傳輸范圍廣

WiFi的電波覆蓋范圍半徑高達100 m，甚至連整棟大樓都可以覆蓋，相對于半徑只有15m藍牙，優(yōu)勢相當明顯。

2. 傳輸速度快

高達54Mb/s的傳輸速率使得WiFi的用戶(hù)可以隨時(shí)隨地接收網(wǎng)絡(luò )，并可快速地享受到類(lèi)似于網(wǎng)絡(luò )游戲、視頻點(diǎn)播(VOD)、遠程教育、網(wǎng)上證券、遠程醫療、視頻會(huì )議等一系列寬帶信息增值服務(wù)。在這飛速發(fā)展的信息時(shí)代，速度還在不斷提升的WiFi必能滿(mǎn)足社會(huì )與個(gè)人信息化發(fā)展的需求。

3. 健康安全

WiFi設備在IEEE 802．11的規定下發(fā)射功率不能超過(guò)100 mW，而實(shí)際的發(fā)射功率可能也就在60～70 mW。與類(lèi)似的通信設備相比，手機發(fā)射功率約在200 mW～1 W，而手持式對講機更是高達5 W。相對于這兩者WiFi產(chǎn)品的輻射更小。

4. 普及應用度高

現今配置WiFi的電子設備越來(lái)越多，手機、筆記本電腦、平板電腦、MP4幾乎都將WiFi列入了他們的主流標準配置。

WiFi發(fā)展趨勢

前段時(shí)間WiFi技術(shù)聯(lián)盟推出了WiFi Direct標準，這也表示著(zhù)WiFi在上網(wǎng)本、智能手機、電視機、機頂盒和其他設備中的采用率不斷上升的同時(shí)也開(kāi)始要涉及藍牙傳統的WPAN領(lǐng)域。據市場(chǎng)調查公司In-Stat的調查數據，預計到2013年全球將新增2.16億個(gè)配置WiFi模塊的電子設備。

傳統標配中較熱門(mén)的藍牙與紅外目前只剩下藍牙，新增的配置包括重力感應，GPS及WiFi，當中已WiFi配置比例最高。WiFi已經(jīng)幾乎已成為目前手機及其他類(lèi)似電子設備中的標配。目前市面上的平板，筆記本電腦及智能手機幾乎全部配置有WiFi模塊。

近日，博通無(wú)線(xiàn)連接集團GPS業(yè)務(wù)組市場(chǎng)總監David Murray表示，與競爭對手相比，博通的解決方案有更多的優(yōu)勢——除了利用衛星信號，還通過(guò)WiFi和基站來(lái)進(jìn)行輔助定位。值得一提的是，WiFi的加入讓難以接收衛星信號的室內得以實(shí)現精確定位。

4. Bluetooth，WiFi，ZigBee特性對比

結論

目前市面上普及率較高的電子設備（手機，平板）中基本配備了藍牙4.0模塊和WiFi模塊，就此而言這兩者在客戶(hù)端能被接受的程度要遠遠大于ZigBee。其實(shí)早在幾年前日本曾經(jīng)有推廣過(guò)帶ZigBee模塊的手機，但ZigBee協(xié)議的繁瑣及傳輸速率的低下有點(diǎn)似乎趕不上時(shí)代發(fā)展的一個(gè)感覺(jué)，所以一直沒(méi)有普及開(kāi)來(lái)，但其自組網(wǎng)的特點(diǎn)是其他兩種方案都無(wú)法替代的。未來(lái)的智能家居市場(chǎng)，藍牙憑借著(zhù)其體積小功耗低的特點(diǎn)，可能會(huì )向小型化，例如可穿戴電子設備的產(chǎn)品方向去發(fā)展。WiFi憑借著(zhù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )幾乎到處都有的特點(diǎn)，一定會(huì )成為未來(lái)接受度最高且應用最廣的方案。而如今ZigBee要想打破僵局以不被淘汰，可能真的需要一次像藍牙3.0跨入藍牙4.0的大改造。

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