据市场研究公司ABI Research和In-Stat/MSD预测,低功耗、低成本的ZigBee技术将在未来两年内得到快速增长,2005年全球ZigBee器件的出货量将达到100万个,2006年底将超过8,000万个,2008年将超过1.5亿个。这一预言正在从ZigBee联盟及其成员近期的一系列活动和进展中得到验证。
ZigBee联盟主席Robert F. Haile博士在不久前由Ember公司和香港腾达数码创意于深圳联手举办的“构建ZigBee无线网络生活”的新闻发布会暨产品介绍会上,通报了ZigBee技术的最新进展。他表示,ZigBee联盟在安全、网络及应用软件层方面的标准已经取得长足的进展,V1.0版本的网络标准连同灯光控制设备描述已于2004年底推出,其它应用领域及相关设备的描述也会在随后的时间里陆续发布。这一消息无疑是ZigBee技术走向成熟的催化剂。
ZigBee联盟的目标是制订一个基于IEEE802.15.4、可靠、高性价比、低功耗无线监控网络的全球性公开标准,并最终推动在市场上出现带互通性的兼容产品。虽然IEEE802.15.4的MAC层、PHY层及数据链路层方面的标准已于2003年5月发布,但ZigBee有关安全、网络及应用软件层方面的标准却迟迟没有出台,这在很大程度上影响了ZigBee产品和技术的发展。业内人士普遍认为,此次ZigBee V1.0标准的正式确定,将使这一状况得到很大改善。
Haile 认为,ZigBee标准的出台将在全球范围内简化和改善设备的互操作性。现有的产品都可以加入ZigBee功能,2005年后,将会有各种内建ZigBee模块的新产品问世,也会有其它产品预留ZigBee接口以备日后随时升级。目前,各类网关产品的开发正在商讨阶段,网关产品允许ZigBee系统与家居控制网络、大厦自动化网络及商用网络等现有的设施作连接。例如,Ember公司已与Arcom签署一项协议,为各大企业提供ZigBee无线监控网络与IBM企业系统的无缝方案。Arcom在其基于XScale的工业网关内集成了Ember的软硬件,以提供ZigBee网络和IBM的WebSphere MQ Integrator之间的通信。
芯片解决方案步入商用
随着ZigBee规范的进一步完善,许多公司均在着手开发基于ZigBee的产品。Heile也表示:“我们看到会员公司对该技术的兴趣与日俱增。”据悉,首款兼容ZigBee的产品已于2004年第四季面世,而大量带有ZigBee标志的产品将在2005年相继出台。多家半导体厂商开发的无线器件已达样片阶段,开发包已准备就绪；软件堆栈层正在开发中,模板式开发工具已经可以取得；多家代工生产商正在评估IEEE802.15.4的样板及应用软件。此外,ZigBee联盟也在积极继续其测试项目,以确保ZigBee产品满足低成本、低功耗监控、感应和控制应用的要求。
作为全球ZigBee芯片的主要供应厂商之一,Ember正付运大量符合IEEE标准的无线器件。早在2004年8月,Ember就通过了ZigBee联盟选出的评测机构美国NTS(National Technical Systems)公司的认证,使Ember芯片及软件成为开发802.15.4/ZigBee产品的成熟平台。同时,NTS将采用Ember的系统作为其总体测试台的一部分及测试策略,以评估产品的性能、互操作性和兼容性。
Ember半导体无线方案的核心是内置专利网络软件的主控制芯片及RF前端芯片,并可提供完善的开发工具。其产品线包括:EmberNet标准版；EmberNet ZigBee版；EM2420无线网络芯片；EM1020无线网络芯片；Ember开发套件等。其中,EM2420能在单一芯片内包含802.15.4及ZigBee兼容系统所有必需部分的器件,融合了2.4GHz的射频收发器,内嵌ZigBee联网堆栈和开发环境,是一个随时可用的无线硬件平台,并已大量付运。
Ember公司总裁兼CEO Jeffrey Grammar表示,与竞争对手相比,Ember的优势主要表现在: Ember是唯一能为网状无线网络提供集成硬件、软件、开发工具的一条龙开发环境的公司；Ember的器件已经正式付运,并在实际环境中运作；其无线网状网络方案拥有自我调整、自我修复功能,具有更好的稳定性；即装即用的结构使得利用Ember所构建的网络无需为安装和改动而大费周折。
ZigBee的另一个支持者飞思卡尔半导体公司也开始提供符合IEEE 801.15.4无线标准的RF方案,并提供由其子公司Metrowerks开发的设计工具。该公司现已提供与各种控制器配套的RF芯片,并将于2005年底将其控制器与RF芯片集成在一个系统级封装内,到2006年将推出单芯片ZigBee方案。
飞思卡尔推出的一站式ZigBee-Ready产品平台包括工作在2.4GHz频段的射频数据模块——MC13192、IEEE 802.15.4兼容性MAC软件,以及一颗低电压、低功耗的MCU——HCS08。它还支持由Figure 8无线公司专为ZigBee系统而开发的Z-Stack ZigBee软件。此外,飞思卡尔已开始批量供应低功耗的2.4GHz集成射频器件——MC1319x收发器,该系列收发器包含一个完整的调制解调器,空中传输速率为250kbps,采用正交QPSK调制和直接序列扩频编码,并通过一个四线串行外设接口与MCU通信。
此外,Oki Electric公司和CompXs公司推出了完全兼容IEEE802.15.4和ZigBee的单芯片方案,包括CompXs开发的2.4GHz RF、PHY和MAC。预计到2006年底出货量将达到几百万片。
NEC Engineering、NEC Electronics和Chipcon AS公司联合推出一款符合IEEE 802.15.4标准的ZigBee无线网络模块,该模块中含有Chipcon的CC2420 RF收发器以及NEC Electronics的78K0/KF1+低功耗带闪存8位微控制器。同时,NEC还预计于2005年2月推出包括两个ZigBee-ready无线模块和软件开发工具的开发套件。
新光电气工业宣布成功开发出支持IEEE802.15.4及ZigBee的无线收发模块,该模块配备了支持IEEE802.15.4的RF收发器芯片、8位微控制器、石英振荡器、天线等,但该公司表示尚未制定样品供应等计划。
Atmel也宣布与Figure 8携手,将后者的ZigBee协议软件与Atmel符合802.15.4标准的Z-Link芯片组集成在一起,为低数据传输率设备推出解决方案。
ZigBee阵营积极拓展中国市场
目前,ZigBee联盟已有100多家公司加盟,包括全球著名的半导体生产商、技术提供者、代工生产商与最终使用者,如:Ember、Freescale、Honeywell、Invensys、三菱电气、摩托罗拉、飞利浦和三星公司等。但是,ZigBee联盟的成员主要集中在南北美洲,亚太地区仅占不足20%。因此,吸引亚太地区企业的加入已成为联盟2005年的主要目标之一。
Haile预计2005年亚太地区的联盟成员总数将会有快速的增长。他表示非常欢迎广大中国厂商加入ZigBee联盟,并强调,ZigBee联盟不会向系统厂商收取任何专利费,只需交纳9,500美元的费用就可以成为联盟成员,加入后即可共享标准文件、成员间的技术储备、活动资料、媒体信息及市场分析、风险投资公司等信息,并可以和联盟成员、客户、供货商以及合作伙伴建立联系。”
Ember公司的Grammer也表示非常看重中国市场,他说:“中国尤其是深圳有着很大的Zigbe技术应用潜力。Ember公司有专业的技术支持人员在香港,可以给企业提供最快的全方位技术支持。”Grammer还表示,Ember公司本身不做终端产品,只对外提供方案和技术支持服务,把ZigBee技术引入中国后,相关基于该技术的终端产品的生产工作,将通过寻找中国合作伙伴来完成。他透露,目前Ember公司已经至少与5家深圳企业签署了合作协议。
Ember的合作伙伴香港腾达数码创意公司总裁沈鑫表示:“我们可以为中国企业提供有关ZigBee产品从设计、元器件供应到制造的一条龙服务。”他对ZigBee技术的应用前景非常乐观,在谈到中国的发展策略时,他表示,公司首先会在中国推出基于ZigBee的家居智能控制应用方案,如窗帘、空调,并与DVD播放器的遥控结合起来。其次在智能大厦领域,公司将通过转移核心技术的方式,与另一家公司合作开发相应方案。一些业内人士也认为,在中国,ZigBee技术将率先在家居智能控制领域得到应用。
作者:郑丹、赵艳。
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