標準簡化無線感測和控制網路的開發

繼無線語音和資料網路之後，感測和控制無線網路帶動了第三波的無線網路革新。無線通訊、新興能量採集以及低功耗感測器網路的結合，將為我們帶來在娛樂、工作和管理日常生活事務等方面，可望產生革命性影響的全新電子設備。

雖然連網‘智慧’感測器帶來了前所未有的市場機會，但它們同時也提出了獨特的設計挑戰，特別是在成本、全球管制要求相容性、各個品牌的產品之間的互通性、第二貨源等方面，當然還包括驅動與維護可靠的連接能力方面。這種連接能力必須在住宅或苛刻的環境中以及具有環境控制、保健與安全元件及自動化安全應用的‘綠色’建築中維持許多年。

透過採用一系列用於無線電和軟體堆疊的標準，將有助於開發人員獲得一個針對未來低功耗無線感測器網路的有效而清晰的路線圖。

對感測器的要求與對無線語音和資料網路的要求完全不同。最顯著的不同在於供電；感測器通常採用不可再充電的硬幣電池供電，或者透過太陽電池板，或是振動能量採集裝置，從環境中收集的能量供電，其工作時間必須長達數年。其它感測器特有的應用要求與自動網路組織、可靠性、通訊範圍和單個網路中受支援的節點數有關。

對於無線感測器收發器而言，主流標準(實際上可能是唯一存在的標準)是IEEE 802.15.4，數家供應商針對該標準提供相容的收發器晶片。一些晶片是符合該標準的基本方案；另外一些晶片則提供在某些應用領域中有用的附件，諸如針對硬幣電池和無電池應用的節能功能。

ZigBee由一個擁有活躍市場的強大動態標準團體支援，它專注於各種商業、家庭自動化和產業市場。ZigBee Pro類似於ZigBee，但前者可為不利於無線電的環境提供更強的抗干擾能力、更寬廣的範圍和更多的節點。

ZigBee專用協議(ZigBee Specialized Profiles)由針對具體功能的ZigBee子集組成。這些更加任務導向的更小堆疊需要更低的MIPS和更少的快閃記憶體，且功耗更低。

目前已經開發並發佈了用於智慧能量和家庭自動化的專用協定。ZigBee綠色電源協議仍在開發之中。該協議針對能量採集解決方案，將為具有ZigBee網路與感測器的超低功耗能量供應之無縫連接能力提供指導方針。

ZigBee組織表示，“綠色能源將為ZigBee和ZigBee Pro網路實現新的能力，並將為部署於住宅、商業和工業環境中，用於收集能量的開關、感測器和控制器提供更具競爭力的成熟市場。”

ZigBee組織曾在今年年初宣佈與四家全球最大的消費電子製造商合作。最終產生了ZigBee RF4CE標準，該標準為開發用於家庭自動化和娛樂的基於ZigBee的RF遙控和設備的開發提供了公共平台。ZigBee RF4CE標準將為消費者提供能夠透過牆壁和房門進行傳輸的多功能遙控，並提供互動性，同時利用ZigBee的低功耗功能，採用內部硬接線的單個硬幣電池供電，使工作時間達到十年以上。

透過建構結合ZigBee與低功耗路由(LPR)網路精髓的網狀網路，來設計和開發‘無電池’網路是切實可行的；網狀節點路由器仍然需要採用電池來供電，但是無電池終端設備可以透過能量採集解決方案供電。這樣整個網路都可由供電的NC設備進行控制。

作者: Cees Links(GreenPeak Technologies)

資料來源: eetTaiwan 2009/11/9