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      ZigBee硬件與軟件標準介紹
      2007/2/1 13:24:27    產通學院,365PR NET

      ZigBee聯盟由全球多家知名科技公司組成,通過開放的專業標準,致力推動及研發可靠、有效、及低功率的無線智能網絡和監控產品的技術聯盟。在標準制訂方面,ZigBee硬件與軟件標準的制訂主要由IEEE 802.15.4小組與ZigBee聯盟分別負責。


      802.15.4標準


      2000年12月IEEE成立了802.15.4小組,負責制訂媒體存取控制層(MAC)與物理層(PHY)在低速無線個人局域網絡(Low-Rate Wireless Personal and Network:LR-WPAN)的規范,并在2003年5月通過IEEE 802.15.4標準。IEEE 802.15.4小組為了降低復雜度、提高安全機制的使用彈性以及考慮新頻帶分配等原因,開始著手制定IEEE 802.15.4b標準,而IEEE 802.15.4b已于2006年6月通過,此標準可有效簡化架構并改善互通性,進而提高系統穩定度。

      在IEEE802.15.4網絡中,把裝置(Device)區分成全功能裝置(Full Functional Device:FFD)及簡化功能裝置(Reduced Functionality Device:RFD)。兩個或是兩個以上的裝置在同一個頻道中,可以構成一個無線個人局域網絡,全功能裝置可以和其它裝置通訊,并可成為網絡協調者(PAN Coordinator),而簡化功能裝置通常僅和一個全功能裝置通訊,而且不能成為網絡協調者。而且在一個WPAN中必須包含至少一個全功能裝置以作為個人局域網絡之協調者。


      ZigBee聯盟


      ZigBee聯盟是2002年10月由Honeywell、Invensys、Mitsubishi、Motorola與Philips共同成立的,ZigBee聯盟負責制訂網絡層、安全管理、應用界面規范,并且須肩負互通測試,2004年12月正式定案Zigbee 1.0(ZigBee-2004),但大部分廠商則以2005年9月公布的標準作為規范,來制作ZigBee協議堆棧。2006年10月,ZigBee聯盟制定完成ZigBee 2006(又稱ZigBee 1.1),并于2007年1月開放網絡下載。此外,ZigBee 2007(又稱ZigBee Pro)的初稿也在2006年11月完成。

      在ZigBee 2006的技術規范中主要新增了以下的功能:
      (1)新增了ZCL(ZigBee cluster library)。
      (2)新增Group Devices,可以將多個組件進行組合,允許單獨的組件從屬于某個群組。
      (3)新增multicast機能。
      (4)移除KVP(Key Value Pair)的信息格式。
      (5)新增無線配置OTA(Over the Air)的功能,使用者可直接透過OTA來動態實時更新組件韌體。

      在ZigBee 2007中,ZigBee Alliance進一步增加新的尋址功能,而不依據原本Cskip的分布式尋址機制,在其網絡中改用AODV(Ad-hoc On-demand Distance Vector)路由方式。ZigBee 1.0中只定義Home Controls lighting的Profile,在ZigBee 1.1則定義了Commercial Building Automation、Industrial Plant Monitoring及Home Automation。而ZigBee 2007預計加入WSN的Profiles。雖然ZigBee Alliance一直持續對ZigBee規格進行改善,但也造成這三個版本彼此可能無法完全兼容,從而形成推廣上的問題。

      2006年10月,IEEE 802.15.4a小組選定由Nanotron科技設計的寬帶線性調頻擴頻(Chirp Spread Spectrum)物理層技術作為基準物理層標準。該技術是專門鎖定實時精確定位(real-time precision location)和傳感網絡應用。

      2007年10月2日,ZigBee聯盟為ZigBee規格推出全面的新功能。2006年推出的原有功能組現在稱為ZigBee Feature Set。ZigBee還推出一套名為ZigBee PRO的功能組,新Feature Set的設計可以彼此互通,確保長期使用的性能與穩定性。功能加強后的ZigBee PRO Feature Set特色如下:
      (1)網絡擴充功能(Network Scalability),加強對較大型網絡的支持,提供更多的管理、彈性、與性能方面的選擇;
      (2)封包拆解功能(Fragmentation),將較長信息加以切割的新功能,可與其它協議和系統互動;
      (3)快速頻率切換(Frequency Agility),如果發生干擾,網絡就會迅速切換頻道;
      (4)自動設備地址管理功能(Automated Device Address Management),特別適用于較大型網絡,增加了網絡管理和配置工具;
      (5)組群地址功能(Group Addressing),提供大型網絡所需要的數據流最佳化(traffic optimization);
      (6)無線啟用功能(Wireless Commissioning),增加安全的無線啟用功能;
      (7)集中式數據收集功能(Centralized Data Collection),特別用于大型網絡信息流量的最佳化。


      進一步信息,請瀏覽http://www.zigbee.org/

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