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领跑智能家居,ZigBee3.0能否一统物联网标准?

ZigBee 3.0的目标是提供一个统一的物联网标准,简化产品研发,同时避免行业碎片化。不过,ZigBee 3.0能一统物联网标准吗?

一年多前,ZigBee联盟就宣布将其市场领先的无线标准统一命名为ZigBee 3.0的单一标准,在今年年初该标准终于正式发布。作为过往标准的重新统整,ZigBee 3.0虽然不是突破性的技术规格,但ZigBee 3.0覆盖最广泛的设备类型,可让不同领域的基于ZigBee的标准得以“大一统”。4xuesmc

“过去,联盟专注于将ZigBee技术应用于每一个适合的细分市场。近年来,随着物联网和智能硬件的快速发展,市场需要统一的物联网连接方案。ZigBee联盟迎合这一市场需求,在会员公司的大力推动下统一了这些应用层协议,即全新的ZigBee 3.0。”在第三届无线通信技术研讨会上,Zigbee联盟中国成员组主席宿为民说, ZigeBee3.0的目标是把面向各个领域的应用统一起来,形成一个协议,使得照明、家居、零售供应链、楼宇等这些应用层的协议都能互联互通起来,设备之间可以使用“宏”的语言,实现互联互通。4xuesmc

无疑,ZigBee 3.0的目标是提供一个统一的物联网标准,简化产品研发,同时避免行业碎片化。不过,ZigBee 3.0能一统物联网标准吗?4xuesmc

ZigeBee3.0有何新变化?

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定,ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。4xuesmc

宿为民将极低功耗、Mesh网络和完整的协议列为ZigBee标准的TOP3技术特点。她进一步称,极低的功耗是ZigBee诞生之本。ZigBee采用的Mesh网络(网状网),是一个成熟的、可获得的标准化Mesh网络。而完整的协议则是互联互通的基础。“ZigBee,实现网络层的互连,若只是实现Mesh网还不够,还要做应用层协议,这意味着设备和设备之间的互连互通。应用层协议是ZigBee区别于其它协议很重要的一个特征。”宿为民说,除了以上三点, Green Power是ZigBee PRO网络层协议的一个新特性,支持免电池设备和一块电池终身工作的设备,并且在ZigBee网络中增加完全免维护的设备,更加环保。由于Green Power减免了电池的使用,使ZigBee技术也更加绿色。4xuesmc

而ZigBee 3.0则不再存在多个Application profile,而是支持统一的应用层协议,并且设备在网络中的行为方式有统一的规范,可提供更安全的网络。宿为民表示,ZigBee 3.0的主要特性有四个:一是统一了多种应用层协议;二是支持两种安全模型:Centralized和Distributed;三是增强的密钥管理机制:Install codes和Trust Center Link key auto update;四是设备组网时一步完成“Finding and binding”功能。
 
宿为民透露,目前联盟正在开发测试设备以用于ZigBee 3.0产品的测试与认证,所有的测试服务提供商将使用统一的测试工具。她透露,测试工具将在2016 Q2 对所有的会员开放,该测试工具主要用于验证产品的Base Device Behavior和所使用的clusters。4xuesmc

至于ZigBee 3.0 产品的认证,则要求使用ZigBee PRO 2015 (R21)认证的ZigBee Compliant Platform。据悉,目前已有Atmel、SiliconLabs、Ubisys、NXP完成认证,更多的平台正在进行中。4xuesmc

目前,已发布的ZigBee 3.0 统一了ZigBee Home Automation, ZigBee Light Link, ZigBee Building Automation, ZigBee Retail Services, ZigBee Health Care, 以及ZigBee Telecommunication services这6个标准。4xuesmc

另据宿为民介绍,ZigBee 3.0 共包含了超过130种类的设备,这其中包括家庭监控大类、能源管理大类、安全大类和智能家电大类。
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领跑智能家居市场,ZigBee能一统行业标准吗?

市场调研机构IHS Technology报告显示,未来三年,智能家居市场将呈现56%的年复合增长率,且至2018年市场上将有高达1.9亿台的产品出货量。宿为民亦援引调研机构的数据称,在智能家居市场,到2020年,将有300亿部联网设备,设备与设备之间将可以交流。到2032年,将有50万亿个连接传感器。“这个市场是一个非常大的市场,要靠各种各样的协议连接起来。”她说。4xuesmc

实际上,凭借高保密性、强稳定性、低功耗、自组网等优势,短短几年时间内,ZigBee就成为了智能家居和物联网应用的首选。不过,WiFi、蓝牙、Z-Wave等同样适且于智能家居和物联网,且在不断加强自身在智能家居和物联网领域的渗透率。宿为民表示,2013年和2014年,在智能家居领域,各个无线通信协议都有不错的增长,尤其是蓝牙有120%的增长,因为2013年基数很小。而ZigzagBee本身的基数排在第一位,增长达到了238%。4xuesmc

相关数据显示,用户购买智能家庭系统最主要的原因是安全,其次依次是节能、远程控制、家庭监控、自动照明。而在最可能使用的智能家居设备中,智能LED照明排在第一位,其次依次是温控器、智能装置、烟感器和安全sensor。由于ZigBee具有低功耗特点,每小时耗电量仅为WiFi的10万份之一,ZigBee Pro的Green Power节能效果更加强大,耗电量仅为ZigBee的百分之一,照明和能源管理是ZigBee重点发力的领域。相关调研机构的数据显示,在全球无线照明领域,Zigbee芯片在未来几年将大幅增长。4xuesmc

另外,在智能家居面板市场,备受关注的ZigBee技术也占据了较大份额,WiFi技术则紧随其后,蓝牙、Z-Wave、433射频、EnOcean等控制技术分布情况相当。经过多年的发展,ZigBee在智能家居乃至整个物联网行业影响重大,支持ZigBee技术的厂商越来越多,包括知名品牌如COMCAST、freescale、PHILIPS、NXP、ORVIBO、TI、物联传感和数百家合作伙伴。4xuesmc

值得注意的是,在今年年初,ZigBee3.0和EnOcean联盟进行了合作,将整合EnOcean能量采集无线技术与ZigBee 3.0的优势。宿为民称,双方合作后,EnOcean联盟将提供完全兼容ZigBee 3.0的方案,ZigBee联盟也将利用EnOcean联盟的技术及经验对GreenPower应用层进行改进。  4xuesmc

除了与EnOcean联盟合作,ZigBee联盟另一引人关注的动作是与Thread联姻。双方合作同样是在今年年初,意在整合双方各自已被业界认同的可扩展的家庭领域的方案。由于Thread不做应用层协议,因此双方合作将在Thread网路架构上实现ZigBee的应用层协议,专为各种应用在智能家居等场合的设备实现协议标准化,使得Thread真正具有互操作性。4xuesmc

在业界看来,ZigBee与EnOcean强强联手以及与Thread联姻这一连串的动作,实际上就是为了统一智能家居乃至物联网的标准,改变目前标准散乱的现象。无疑,目前ZigBee在智能家居和物联网领域处于领先地位, ZigBee3.0的推出以及与EnOcean和Thread合作,真的能一统物联网标准吗?4xuesmc

有业内人士指出,虽然ZigBee3.0功能更加强大,但一统物联网标准仍然很难实现。他认为,对于家居家电领域的传统企业来说,用什么技术实现互联并不重要,最重要的是这些技术实现的应用要足够稳定,并且能够与其既有产品/系统实现完美协同。4xuesmc

另有业内资深人士指出,基于不同无线传输技术的优缺点,未来的智能家居会出现多种技术并存的局面,比如ZigBee适合点多、固定、功率低的产品,WiFi适合轻量且灵活移动的产品,Bluetooth适合健康类、可移动产品等。4xuesmc

另外,对于移动设备来说,是否会采用ZigBee标准,取决于移动设备厂商。目前已有芯片厂商把ZigBee、蓝牙和wifi,或把ZigBee和蓝牙整合到一颗芯片上。对于终端厂商而言,一种能够同时兼容zigbee、蓝牙和wifi,或者zigbee和BLE的设备或许更合适。
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