Zigbee技术的前世今生

谷谷小师妹

Zigbee技术的前世今生

市场

苹果树下，牛顿被熟透的苹果砸中，于是他发现了万有引力定律的存在。月黑风高，蝙蝠的安全飞行启发科学家发明雷达。蜜蜂发出“嗡嗡”进行通讯，同样乐坏了聪明的人类，大名鼎鼎的Zigbee就这样诞生了。

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Zigbee技术简介

在介绍Zigbee之前，要先提一下他的前辈——蓝牙，蓝牙技术最初由爱立信于1994年创制。使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许多缺陷。对工业，家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言，蓝牙技术显得太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等。

而工业自动化，对无线数据通信的需求越来越强烈。对于工业现场，这种无线数据传输必需是高可靠的，并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。

因此，经过人们长期努力，Zigbee协议在2003年中正式问世了。弥补了蓝牙技术不能满足工业自动化中，对低数据量，低成本，低功耗，高可靠性的无线数据通信的需求。

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Zigbee的三种组网方式

Zigbee技术中，使用网状网拓扑结构，自动路由，动态组网，直序扩频的方式。网状网络实际上就是多通道通信，具备自组织、自愈功能。一旦某一个节点出现了问题，信息可以自动的沿着其他的节点进行传输。

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就像城市的街道一样，可能因为车祸，道路维修等，使得某条道路暂时中断，此时由于我们有多个通道，车辆仍然可以通过其他道路到达目的地。而这一点对工业现场控制而言则非常重要。

发展与挑战

Zigbee协议的诞生源于对工业物联网的需求。但为了满足不同的应用背景，Zigbee联盟先后颁布了

Zigbee Home Automation （Zigbee HA）；

Zigbee Light Link （Zigbee LL）；

Zigbee Building Automation（Zigbee BA）；

Zigbee Retail Services（Zigbee RS）；

Zigbee Health Care（Zigbee HC）；Zigbee Telecommunication services（Zigbee TS）

等应用层协议来满足智能家居、智能照明、智能建筑、智能零售、智能健康、智能通信服务等领域。

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问题是这些应用层协议是独立不互通的。以国内应用最广的智能家居领域为例，欧瑞博采用了标准的Zigbee HA协议的智能开关，和飞利浦采用标准的Zigbee LL的Hue智能灯泡是不能互相控制的。

这里强调标准Zigbee协议的原因是由于早期Zigbee版本由于标准化做的不好，给了厂商太多选择，很多厂商虽然采用了Zigbee HA的协议，但是终端的智能家居厂商根据自家的需求定制化了Zigbee HA，而非标准Zigbee协议，导致不同厂家产品还是不能互联互通。

这也类似于Android，不同手机厂商都是采用Android系统，但是都进行了大量的定制化，导致最后的手机系统也是千差万别。可以说，Zigbee之前仅仅解决了智能设备的连接问题，但是没有解决智能设备的互联互通的问题。

2016年5月，Zigbee联盟推出了Zigbee3.0标准，其主要的任务就是为了统一上述众多应用层协议，解决了不同应用层协议之间的互联互通问题。用户只要购买任意一个经过Zigbee3.0的网关就可以控制不同厂家基于Zigbee3.0的智能设备。

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Zigbee3.0统一了采用不同应用层协议的Zigbee设备的发现、加入和组网方式，使得Zigbee设备的组网更便捷、更统一。

并且Zigbee联盟推出了Zigbee3.0认证，就是来规范各个厂商使用标准的Zigbee3.0协议，以保证基于Zigbee3.0设备的互通性。

厂商名单

距Zigbee 3.0标准发布后的第7个月，Zigbee联盟于2016年12月宣布其8家成员公司已有20个Zigbee 3.0芯片平台获得认证通过，并表示未来IoT应用开发者在开发建筑照明、能源应用、传感器、控制器、网关和其他的物联网应用时，将可有更多供货商可供选择，不用再担心互操作性问题。

以下为相关厂商名单，排名不分先后。

1、Microchip Technology Inc.

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总部：美国

简介：2016年，Microchip正式收购了Atmel。Atmel是全球领先的半导体企业，致力于设计和制造各类微控制器、电容式触摸解决方案和射频 (RF) 元件等。同时Atmel也是Zigbee联盟发起成员。

官网：http://www.microchip.com/

2、Qorvo, Inc

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总部：美国

简介：Qorvo是移动应用、基础设施与航空航天、国防应用中 RF 解决方案的领先供应商，而从事Zigbee芯片研发的则是其低功耗无线业务部（前身是 GreenPeak Technologies）。结合其SDK 与 GP712 通信芯片，可让网关处理各种不同的连接标准。开发人员现在可以根据需要插入不同的应用协议。多家领先的网关制造商已经开始利用GP712 开发 Zigbee 3.0 网关。

官网：http://www.qorvo.com/

3、NXP Semiconductors N.V.

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总部：荷兰

简介：NXP是一家领先的半导体公司，由飞利浦公司创立，已拥有五十年的悠久历史。其JN5169器件是超低功耗、高性能无线微控制器，可优化为智能家居和智能照明网络中Thread和Zigbee 3.0应用的平台。

官网：http://www.nxp.com/

4、Samsung Group

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总部：韩国

简介：2015年初，Z-Wave联盟高调宣布，三星SmartThings成为联盟董事会成员。然而，也就过了半年时间，SmartThings又成功加入了Zigbee联盟董事会，成为该联盟的第13家董事会成员。

官网：http://www.samsung.com/

5、Silicon Laboratories.

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总部：美国

简介：芯科科技成立于1996年，在各种混合信号产品领域居于领先地位。芯科科技去年发布了旗舰级Wireless Gecko多波段、多协议无线SoC系列产品，其中一款Mighty Gecko SoC不仅支持了最新的Zigbee标准，还可以兼容各种运行于2.4GHz波段的Thread和低功耗蓝牙连接，以及可用于2.4GHz波段和Sub-GHz波段的专有协议。为开发者提供了极简化的物联网设计解决方案。

官网：https://www.silabs.com/

6、Texas Instruments Incorporated.

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总部：美国

简介：Z-Stack 3.0.x是德州仪器的Zigbee 3.0兼容CC2530、CC2531和CC2538无线单片机的协议套件。z – stack 3.0将多个之前的Zigbee配置文件组合成一个统一的标准。支持CC2592和CC2590射频前端，分别扩展至+ 22dBm和+ 14dBm传输功率，并提供改进的接收器灵敏度。

官网：https://www.ti.com

7、ubisys technologies GmbH.

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总部：德国

简介：ubisys公司成立于2006，是一家专业从事无线通信和嵌入式系统的硬件和软件设计公司。ubisys联手Qorvo开发出兼容性超强的全新网关解决方案。该解决方案通过将基于Zigbee 3.0和Green Power的智能家居网络集成到开放连接基金会IoTivity框架中，可实现各种设备间的自由通信。

官网：http://www.ubisys.de/

8、泰凌微电子（上海）有限公司

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总部：上海

简介：泰凌微成立于2010年，是一家致力于研发高性能低功耗无线物联网SOC的中美合资公司。主要销售的芯片包括蓝牙低功耗，Zigbee，以及高性能低功耗电容屏触控芯片。1月份泰凌微基于最新版Zigbee协议栈标准的Zigbee射频芯片，已经通过了Zigbee兼容平台测试。其提供的Zigbee解决方案包括TLSR8646，TLSR8269等。

官网：http://cn.telink-semi.com/