ZigBee技术推动家庭和办公物联网应用

    随着家庭和办公室网络等物联网应用快速发展，电子信息通信领域（ICT）内的各种标准组织和各家公司都在积极推出全新的低功耗近距离联网标准和技术。除去熟悉的支持高速数据传输的Wi-Fi和蓝牙以外，诸如超低功耗ZigBee和超低能耗DECT等以脉冲爆发式数据传输方式的超低功耗、低成本技术也引起了广泛关注。为此，专业ICT技术市场分析机构北京华兴万邦管理咨询有限公司走访了位于荷兰和比利时GreenPeak科技公司，对该公司在超低功耗ZigBee领域内的创新和应用进行了调研。

    GreenPeak于2011年7月由德国的无晶圆厂半导体公司Xanadu Wireless和比利时专业无线网状网传感应用技术领先开发商Ubiwave合并而成。通过综合两家公司在不同领域内的技术和市场特长，GreenPeak成为了一家无晶圆半导体公司，为消费电子、无线传感和控制应用提供创新的超低功耗无线及无电池数据通信控制器芯片，主要应用于遥感控制、住宅服务、家庭自动化和安防等领域。

    在英国DFJ Esprit和比利时GIMV等创业投资者，以及美国摩托罗拉、德国Bosch和中国台湾Excel T&L等战略投资者的支持下，GreenPeak推出了一系列创新技术，其中其基于IEEE 802.15.4/Zigbee无线网络标准的、可支持在一个完全无线网络的环境中可不需维护（不用更换电池）或不需电池（基于能量采集）运行的系列芯片和解决方案，获得了多项大奖和广泛关注。

    “RF4CE最早由松下、飞利浦、三星和索尼等家电大厂共同开发并针对遥控器应用进行了标准化，后来被拥有400多家包括消费电子和服务供应商的ZigBee联盟采用并最终形成了ZigBee RF4CE标准，并进而构成了IEEE802.15.4标准。”GreenPeak科技创始人兼首席执行官Cees Links先生说。“因此，它在遥控器等应用中可以支持多供应商的的控制方案实现互通，同时通信网络简单可靠，可实现双向无线连接。其无线电采用了2.4GHz无需授权频段，因此在全球都可以应用。”

    遥控器是第一种受益于超低功率ZigBee RF4CE标准的应用。与传统的点对点需直接无遮挡瞄准、只进行有限范围内单向通信的红外遥控相比，ZigBee RF4CE的优点是能够穿透墙壁、家具和地板，也不需要像红外线光线那样瞄准就进行双向通信。这种新一代的远程控制意味着用户不再需要站在他们的电视机或机顶盒面前就可以进行调台或搜寻播放DVR节目。

    而对于家庭和办公室的联网应用，用一台单一的ZigBee RF4CE远程控制器就可以控制整个家庭的电子系统--包括电视、游戏机、通信设备、家庭自动化设备、音频设备、安防设备、环境控制设备等等。如在安防应用中，通过在所有门窗上都使用带有可贯穿整个房子的RF4CE收发器的传感器，用户现在就拥有了一个能够监控家中门窗状态的远程控制面板。

    “红外遥控器已有30多年的历史了，相比之下除了2.4G无线技术比红外线更加可靠、支持双向通信以外，RF遥控器还可以开发出更多的新功能，同时成本与红外遥控器基本相当。”Links先生补充道。“但RF遥控器可以创造出诸如‘自我寻找’和‘接收运营商信息’等等互动功能，同时RF4CE可以嵌入到家庭和办公室的每一台电器中进行检测和控制。”

    采用了ZigBee RF4CE的遥控器的其他优点还包括：整个解决方案最低物料成本可与红外线遥控器成本同样低；具有优越的适用范围和可靠度；强大的Wi-Fi及蓝牙抗干扰性能；超低功率和环保；无更换电池、不需维护，一块低成本2032电池能维持产品终生（15年）；双向通信，可实现互动感应和“找到我”，并可借助信息发送应用程序；无需指向性从而改善的用户体验；可靠但小巧的软件，实现周期仅1-2个月；符合工业标准，互通性强。

    为了抓住ZigBee RF4CE的市场机会，GreenPeak开发了GP500系列通信控制器芯片。该系列符合IEEE 802.15.4标准的GP500C芯片通常可比竞争性产品节约能量高达85%。其低能耗允许开发者构造一个峰值电流为20mA（比普通产品低两倍）的、系统休眠模式下电流低于100nA的应用，而不影响网络的可靠度。

    GP500的其他性能还包括：符合IEEE 802.15.4标准，可利用2.4GHz全球免授权频带；支持多种超低功率网络协议；在30-50米的范围内数据传输速达率为250Kb/s；基于其嵌入式硬件天线，可靠性、敏感性和覆盖性全面提升；耗能仅为传统基于MCU的方案的10-25%；通过高集成度，大幅度降低了系统物料成本。

    目前，GreenPeak的GP500C系列已经开发了三款芯片，分别是用于机顶盒和数字网关的、带有SPI-TWI串行接口的GP520；用于电视和其他前面板应用的、采用UART接口的GP530；用于遥控器的、带有兼容红外传输引擎的单芯片方案GP540。目前这些芯片和方案已经被索尼和Comcast的制造商采用，几家全球最大遥控器制造商也在与该公司合作开发相关产品。

    “红外遥控器是唯一还在广泛使用的上世纪技术，随着系列标准的不断推出和完善，以及物联网技术的广泛应用，潜藏的Zigbee应用机会将全面爆发。”Links先生告诉华兴万邦管理咨询有限公司首席分析师刘朝晖。“现在的应用包括消费电子、家庭自动化和智能表计等，下一步的应用将包括楼宇自动化、工业农业等行业应用以及医疗设备，未来的应用则包括市政管理、汽车电子和零售物流等等。”

    GreenPeak的ZigBee无线通信技术还以其低功耗、高可靠性和性能被欧洲航天中心选用。