引言

2002年ZigBee 聯盟成立，符合ZigBee標準的產品在之后的兩年里陸續面世，剛誕生的ZigBee被廣泛看好并得到了諸多溢美之詞。能組成一個自組織，低功耗，自修復的巨大無線網絡，傳感網絡一直是一個客觀需求，憑借當時已經提出并廣泛知悉的Bluetooth和WiFi卻不太現實，Bluetooth弱在不能組網，發展到現今的Bluetooth也還是一樣，而WiFi的劣勢是功耗和成本。而傳感網絡需要大量的節點和靈活的布設，有線的方式則最后的退路，無線才是王者。當時IEEE　802.15的標準已經相續制定，ZigBee　聯盟不再從頭制定協議，而是在IEEE802.15.4的基礎增加支持更多網絡節點的網絡協議以達到最初的目的?！?/span>ZigBee出生時的背景大致如此，之后的發展則與愿景可謂大相徑庭。在中國熱火的物聯網大潮背后，ZigBee的機會在哪里？

圖一　ZigBee愿景之一是讓你掌控家中一切

ZigBee的發展

在ZigBee的發展里程中已經經過的４個重要的里程，對應的成果大致是４個ZigBee協議版本，分別是ZigBee　v1.0(2004), ZigBee2006，ZigBee2007/pro到如今ZigBee2012，最初也是想做一個大而全的無線網絡，僅僅有通信協議，而沒有“應用”協議。初生的技術想包羅萬象卻沒有包羅萬象的能力，如同年輕氣盛的少年一般，ZigBee難免遇到挫折，雖然從后面的技術演進來看，在ZigBee2006時，這個叫ZigBee的通信網絡已經較為穩定和完整?！≡?/span>聯盟的努力和償試下，經過了這４次比較重要的更新，在通信的兼容性，網絡的魯棒性已經有了長足的進步，同時更為重要的是意識到“?！北取叭备咏咏夹g現實，這一轉變給了ZigBee發展全新的氣象，在內部進行分化，同時也讓這些不同的分支可以“求同存異”，這些衍生的成果就是應用標準，自此ZigBee在不同的應用領域出現了不同的實施細則，按照各協議的通行做法，把這部分實施細則命名為“Profile”。

不同的ZigBee聯盟成員廠商在生產不同的商品，因此他們追逐不同的Profile，各自在自己的領域推廣ZigBee的技術，也不斷通過市場需要來完善Profile，進而推動ZigBee技術的推廣和發展。自分化的開始，ZigBee 聯盟前后共提出了10項Standard Profile(見表一)，部分尚在制定之中，按規定，某些Profile可以共存于一個設備。聯盟還曾提出對ZigBee協議進行簡化而成的RF4CE，目前仍然在推廣之中。

表一　ZigBee　Profile列表(截至2013年11月)

這些Profile的提出讓ZigBee的發展如沐春風，同時也出現了參差不齊狀況。ZHA/ZBA的提出相對較早，也是市場上需求最明顯的領域之一，不過這兩個Profile依然是過于全面，它的應用愿景仍然讓人感覺是無所不能。按照ZHA的設想，家里凡是用電或者需要控制的設備和物件都能接入ZigBee網絡，雖然理論上完全可以做，技術也能做得到，但是商業上還差一點，我想沒有幾戶人家愿意把剛買１年的冰箱換成一個帶無線控制功能的冰箱，窗簾和電視也是一樣。所以阻礙ZigBee快速普及的也許不是技術的不成熟，而是那些已經到了百姓手上的產品，它們還沒有到更新換代的時候。新樓新房是比較容易考慮這些新技術，據筆者了解，在深圳有多家地產公司投資智能家居行業，他們可以把產品直接集成到自己的樓盤里，提升附加值。目前也鮮有成功典范可以拿到這里評論，因為他們仍然無法提供完整的，理想的ZHA體驗，作為一家公司，往往只能提供某些特定的產品，這些產品的組合甚至還無法讓人聯想起來它就是運用了某種無線技術的智能設備。結果是集成了智能家居的房也未見得好賣，ZHA這個配角也未能走俏。誠然，這當中還有許多別的原因，但ZHA涉及的產品過泛，企業很難跟上標準的步伐也應是導致ZHA未能走進百姓家的原因之一。

彼時ZHA未能如愿成為市場寵兒，但ZigBee 聯盟的努力卻是值得肯定的，并且可以說為以后的ZigBee發展確定一個極為正確的方向，那就是——細化標準，保證兼容。2012年10月，Philips Hue 在Apple Store開賣。Hue提供了1600萬色供用戶自行選擇，可以使用蘋果和安桌設備無線控制，大約8.5W的功耗，簡單時尚的外觀設計，價格高于市場同類產品，新穎的功能還是讓它大受歡迎，根據核心供應商提供的數據表明，在短短的１年內其銷量已經超過2.3Million。它內部使用的無線協議是ZLL,　它讓ZigBee與時常生活連接起來，是生活照明控制標準上的一個重大創新，這盞燈不僅照亮了生活，也照亮了ZigBee設備在生活中的空白。ZLL是ZHA之后更具針對性地一套應用標準，它是ZigBee之上專門用于照明控制的應用標準，連設備的類型也規定了，只有２類！非常簡單！至今還有關于ZLL是否能帶好良好體驗的爭論，但Hue的故事證明已無須再辨。ZLL開發者知道，這個協議是支持ZHA的，而ZLL中的燈也是Router，可以作為將來家里其他設備的低速無線網絡基礎設施，因此ZLL敲開的一角也許已經打開ZigBee進入百姓生活的那扇門。

圖二　ZLL應用場景示意

ZigBee的熱與冷

目前已經有應用標準的領域除了ZLL以外，ZSE產品也已經大量出貨，在英國和法國均有大規模的安裝。而且ZSE還發展了下一版的標準，以適應能源管理的需要。綜觀目前有較大出貨的ZigBee設備，它通常對應了一個簡單的應用標準。往往單個公司提供的產品就能夠組成完整的工作網絡，能解決用戶的某一類應用需求。復雜的應用標準的發展較為緩慢，它更重要的意義是指明了發展方向。總的來說，前文提到的Profile都有其對應主導的公司，主導者也往往是行業里的巨擘，發展的快慢不盡一致。

在工業領域，比如礦井井下人員定位，油田數據采集等應用上ZigBee也有相當的發展，這些應用則沒有相應的標準，一般以企業自定應用標準開發完成，各家公司的產品雖然都是應用了ZigBee協議，但相互間并不能實現應用上的兼容，工業上的需求總量可能會小于商業需求，并沒有得到足夠的重視，目前也還沒有看到相關的Profile發布。目前工業上的測量和監控也對無線傳感網絡不是沒有需求，部分由433MHz的無線模塊填補，還有的仍然在使用有線連接，缺乏良好的可擴展，可靈活布置的，且數據安全的無線傳感節點仍然是個亟待解決的問題。由于工業傳感數據采集設備和傳輸設備通常由不同的供應商提供，目前也有公司供應ZigBee數傳模塊來適應這個需要，不過每家公司提供的ZigBee數傳模塊卻有著不同私有標準，實際上也盡不兼容。

在全球范圍來看，美國的Digi International生產的XBee ZB系列的模塊是比較完整的，它提供了多款模塊可供選擇，而且模塊的硬件和軟件接口是統一的，它自定了一個名叫“Drop-in networking profile”的應用規范，沒有向聯盟提交為標準，它支持透明傳輸和AT指令模式，是最規范的ZigBee數傳模塊。

ZigBee在國內的發展

國內在標準應用方面，ZLL和ZHA等都有企業在做，ZLL是一個簡單而實用的標準，目前國內也有企業跟進，這部分企業緊隨潮流，也是中國產業升級轉型的一個寫照。ZLL的現狀是火熱的，中小型照明企業可以直接利用這一現成的標準快步進入或參與這個生態系統的建設，由于標準已經非常完善，加之此類產品已經滲入生活，市場已經有了先驅，需求是明顯的，所以風險可能會小一些。開發ZLL產品在國內可以找方案公司，在開發上采取外包的方式會降低入門的難度。多家芯片廠商都有在華推廣ZigBee的解決方案，比如Atmel, Texas Instrument, NXP, Marvell等，國內以TI的方案多見。RF-Star是TI公司在國內的Design House,提供完整的ZLL方案和開發支持，同時也提供兼容“Drop-in networking profile”的RBee系列模塊。從事ZHA產品開發的代表是南京物聯，目前已經積累多款產品，并在一線城市開設了體驗店。

10項Profile與RF4CE是目前ZigBee應用上最重要的分支，但國內的企業不夠重視，部分企業仍然把ZigBee當作一種“2.4G無線通信”技術來使用，而未采用標準，這樣的產品不易維護和維修，同時長期來看開發成本也是高于標準產品的，其市場也被限制在國內，希望從業者能注意到這一點。

特別要提出的是：產品的認證是一個重要的問題，產品的認證需要加入ZigBee 聯盟成為會員，再將產品送４大實驗室之一進行認證測試，否則產品不可標識為支持ZigBee的設備。中國大陸地區已經有至少40家公司或組織加入了ZigBee聯盟，其中華為和CESI是高級別的會員。今年10月，中國電子標準化研究院（CESI）成立ZigBee測試實驗室，現時它支持ZLL的認證，后續將會增加對其他Profile的認證。支持多項Profile測試的Trac公司也已經在深圳建立實驗室，也會極大地方便華南的ZigBee產品企業。

結語

作為一門誕生了10余年的技術，ZigBee的標準化之路也是展示了技術的演進路線，在某些領域已經逐步得到認可和應用，并且制定了應用標準(Profile)，經過多年的磨礪后真正融入了產品和生活，并仍然有提高的空間。ZigBee作為一個無線傳感網絡還有更寬的應用領域，可謂是當下蓬勃發展物聯網的支柱。如果說技術標準化是趨勢，那么這些還沒有出現應用標準的領域就是ZigBee更大的未來。