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在不久前北京举行的ZigBee联盟招待会暨展览会上,TI、飞思卡尔、NEC和Ember等多家供应商展示了ZigBee/802.15.4技术的美好应用前景。除了上述家庭自动化应用外,ZigBee的初期目标市场还有楼宇自动化,工业自动化,以及能源管理和效率等。这些产品和应用大多处于开发之中,也有少量已经上市。
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虽然前景一片大好,但ZigBee市场仍处于起步探索阶段,还没有真正上量起飞,主要表现在:一是终端产品和应用大多处于研发阶段,真正上市的少,且以家庭自动化为主;二是潜在应用多,但具有很大出货量的典型应用少,市场缺乏明确方向;三是点对多点应用较多,体现ZigBee优势的网状网络应用少;四是基于ZigBee标准协议的应用少,不少客户都是基于802.15.4底层而采用私有协议。
对于ZigBee市场为何发展缓慢而且方向不明,多位业界人士表示,主要是因为ZigBee标准不够完善,以及ZigBee应用的系统性和复杂性。即将发布的ZigBee 2007标准会更加完善,可望使得ZigBee市场拨云见日。目前ZigBee芯片供应商有10家,有四家可以提供单芯片方案,芯片的价格并不是ZigBee发展的主要问题,软件和易用性更加重要。
应用标准是ZigBee市场发展最大障碍
阻碍ZigBee市场发展的主要原因是标准不够完善,这一点得到了多家芯片供应商的认同。Ember公司商务拓展经理赖镇坚表示,2004年ZigBee标准最初确定的时候,可以用的标准不多,提供的功能也不太完善,特别是应用规范(Application Profile)非常少,最初只有Home Control Lighting(HCL),去年底推出的ZigBee 2006才有Home Automation(HA)。
赖镇坚介绍说,Ember其实有两种协议栈,一种是ZigBee兼容的,另一种是非标准的,加上了很多私有的东西。由于ZigBee标准不够完善,所以我们发现大部分客户宁愿采用非标准的协议栈,而不愿意用ZigBee协议栈。
飞思卡尔代理商安富利公司FAE黄政伟也认同这一点。他表示,和蓝牙相比ZigBee发展较慢主要是因为Application Profile不够,早期很多客户推出的大都是非标准产品。他认为, Profile制订的时间长主要是因为ZigBee联盟的Promoter级会员太多了,很多都是大厂,他们都非常看好这一市场,都希望制订出来的标准对自己都有利,因此要取得一致意见需要较长的时间。ZigBee联盟目前有超过225家会员,分为Promoter、Participant和Adopter三级, Promoter级有16家,包括TI、ST、飞思卡尔、摩托罗拉、飞利浦、Honeywell和华为等大厂。
无线传感器网络(WSN)解决方案提供商曼博科技(Mambo)是一家Adopter级会员,也是参加此次ZigBee展的唯一大陆厂商。曼博采用TI的ZigBee平台开发出了一整套三表自动抄表系统,名为公用事业综合服务系统,将于年底在吉林做实际应用试点。曼博科技的一位技术高管介绍说,我们没有采用ZigBee协议,用是自己开发的协议,底层采用是802.15.4和TI芯片,因为ZigBee协议不成熟和太复杂,2~3年以后可能会转至ZigBee协议,现在只是跟踪ZigBee标准。
不过,Ember的赖镇坚表示,2007年底以后会好很多,一是因为ZigBee 2007标准不久就会公布了,它是一个真正的网状网络标准,而此前的ZigBee 2006/2004标准是树状架构带网状路由,不是一个真正的网状网络标准,有很多缺陷;二是应用规范标准会进一步完善。ZigBee联盟人士的演讲中指出,正在制订中的应用规范包括先进测量设施 (AMI)、商业楼宇自动化(CBA)、家庭自动化(HA)、个人、家庭和医院护理(PHHC)、电信应用(TA)和无线传器应用(WSA)。
赖镇坚介绍说,下一步ZigBee联盟要主攻一个应用是AMI,因为美国很多法律对AMI有要求,相信这个市场很快会起来。在Ember展台上,其合作伙伴华立仪表也展示了自动抄表方案,并已经在各地开始试点。赖镇坚还透露说,Ember在国内的一些楼宇自动化合作伙伴也即将推出产品。
TI低功耗无线软件业务总经理Kobus Marneweck也表示,包括AMI在内的能源管理和效率应用会率先起飞,很多楼宇自动化厂商都开始采用ZigBee进行开发。
Jennic代理商北京博讯科技嵌入式系统事业部经理赵晓涛表示,其客户数量很多,但典型应用少,很多都是几十K的出货量,这也是整个ZigBee市场的现状,即应用很多,但都没有大的出货量。他总结说:“实际上目前ZigBee到了一个关键阶段,市场分岐加大的阶段,究竟ZigBee能够做什么?2007年一旦定了,这个事情就好办了,市场方向就明确了。估计明年上半年就可以看到一些明确的应用方向”。
除了标准问题外,ZigBee应用的系统性和复杂性也是ZigBee市场起飞较慢的原因。TI的Marneweck解释说,ZigBee应用常常涉及一个复杂的系统,因此产品周期较长,特别是涉及楼宇自动化和工业自动化等应用,需要确保10年以上的寿命和可靠性,客户也非常谨慎。
曼博科技的人士也表示,ZigBee应用的难点是系统比较复杂,从ZigBee节点、基站再到自来水公司、煤气公司和电力公司的数据库,每一个环节都不能够出问题,而且涉及千家万户,系统的扩展要好,很复杂,开发周期也长。
ZigBee芯片和价格不是主要问题
ZigBee芯片价格较高一是业界抱怨的问题。从本届展会上了解到,目前ZigBee芯片的报价为2~5美元不等,以3~4美元间较多。多家供应商都表示,价格并不是问题,关键是要看出货量,随着出货量上升,价格会进一步下降。而且由于ZigBee标准不完善和处于市场早期阶段,目前ZigBee芯片供应商比拼的不仅是硬件,还有软件。
赵晓涛透露说,Jennic的ZigBee SoC最低可以报2个多美元,但要看出货量。他强调说,现阶段关键的是软件和易用性,这也是Jennic的优势所在,而不是硬件,硬件方面也就是看看谁的RF特性和功耗好一点。赖镇坚也强调,Ember最强的是软件和应用方面,我们在ZigBee出现以前就已经在开发一些网状网络应用。
目前有Atmel、Ember、飞思卡尔、Jennic、Integration、NEC、Oki、Renesas、ST和TI等10家供应商开发ZigBee芯片,其中Ember、飞思卡尔、Jennic和TI四家供应商可以提供单芯片方案,大部分厂商提供的都是MCU和RF发收分离的双芯片方案。
TI是此次ZigBee展会的钻石级赞助商,也是产品线最齐全的公司,覆盖目前ZigBee方案的三种主要实现方式:即RF+MCU双芯片方案,ZigBee协议栈在MCU上运行;集成RF和MCU的单芯片方案;ZigBee协处理器+MCU双芯片方案,ZigBee协议栈在ZigBee协处理器上运行。
第一种方式是CC2420 RF收发器,外加TI的超低功耗MCU MSP430,ZigBee协议栈在MCU上运行,它的特点是超低功耗,无线电性能好。
第二种方式是集成MCU、RF收发器和ZigBee协议栈的SoC,也就是TI的CC2431/CC2430。它们的特点是占位面积小,集成度高,适合对成本和上市时间要求苛刻的应用。
CC2431是业界首款带硬件定位引擎的ZigBee SoC。6dzesmc
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CC2431/CC2430在单芯片上集成了CC2420 RF收发器内核与增强型8051 MCU,具有高达 128kB的闪存、8kB的RAM以及许多附加功能,采用7×7毫米48引脚QLP封装。与CC2430的一点差别是,CC2431带硬件定位引擎,可准确计算网状网络中的节点位置,适合于资产和设备跟踪、库存控制、病患监护、远程控制、安全监控网络等与位置有关的应用。
曼博科技的ZigBee节点中,就分别采用了上述CC2420+MSP430和CC2430两种方案。此外,TI还将推出介于上述两种方式的第三种方式,即ZigBee处理器(RF收发器和ZigBee协议栈),搭配任意MSP430 MCU的方案。
Marneweck解释说,由于ZigBee协议栈在ZigBee处理器上运行,第三种方式灵活、易于使用和加速产品上市,客户在设计和使用过程中,弹性比较高,客户不需要牵涉到很多ZigBee开发,可以任意选择MCU或沿用已有的MCU。
除了硬件外,TI还有自己的ZigBee协议栈。TI介绍说,其Z-Stack 协议软件符合 ZigBee 2006规范要求,支持包括 CC2431、CC2430与CC2420+MSP430在内的多种平台。Z-Stack还被ZigBee测试机构德国莱茵集团评为ZigBee联盟最高业内水平。TI的Z-Stack可以免费下载,目前被广泛采用。
责编:Quentin