面向新型消费应用的IEEE 802.15.4 ZigBee

新兴的基于802.15.4的超低功耗无线网络的开发有望引起消费电子产业的革命：新产品、新特性、新的联网家庭，而且可能无须电池。

802.15.4 ZigBee的最初版本在2003年获得批准，2006年对其进行了升级。IEEE 802.15.4标准原本是针对工业无线传感器网络而开发的，但现在已经扩展到许多其他技术领域，包括卫生保健、零售、农业和安全等领域。对于家庭自动化和娱乐业中的低速率应用来说，ZigBee和ZigBee RF4CE或许是最好的解决方案。许多公司目前正在搭配符合IEEE 802.15.4标准的收发器和模块。

现在存在几种面向传感和控制网络的专用低功耗无线LAN解决方案，但是开放标准的ZigBee/IEEE 820.15.4似乎最具影响力。

各种各样的ZigBee/IEEE 802.15.4标准

图1 IEEE 802.x包含各种各样的无线标准

ZigBee的目标是各种各样的商业应用、家庭自动化和工业市场，它提供了强大而有活力的标准主体机构，还有活跃的市场推广部门。“标准”ZigBee适用于各种各样的低速率中等距离的无线LAN应用。ZigBee Pro提高了在复杂无线电环境中的抗干扰鲁棒性，增加了覆盖距离并支持更多的节点。

ZigBee也有许多面向特定应用的专用标准。这些专用标准内容更少，对任务有更强的针对性，它们所需要的MIPS和闪存更少，而且可能具有更低的功耗。面向智能能源、遥控和家庭自动化的专用标准已经发布。

还有一种面向能量收集解决方案开发人员的ZigBee“绿色能源”标准正在制定之中，它为ZigBee网络和传感器的超低功耗供电的无缝连接提供了指导方针。这组特性集合预计将在2009年底之前成为一套完整的标准。ZigBee机构称，“绿色能源”将能够使用在住宅、商业和工业环境中收集到的能源来扩展用于部署开关、传感器和控制器。

面向遥控的ZigBee RF4CE
在2009年3月，RF4CE联合会（由松下、飞利浦、索尼和三星合作组建）的规范被ZigBee联盟所采纳，以便为消费电子领域提供一种多供应商可互操作的基于RF的遥控设备标准，它的特别之处在于易于使用的双向无线连接。

ZigBee RF4CE的设计面向家庭娱乐和自动化应用，这些应用并不需要ZigBee提供功能完善的无线网状网络。它降低了存储器容量需求，降低了实现成本，并提供了简单的开发和测试途径。这种标准还提供了一些新的特性，例如透过墙和柜门进行传输；此外，利用新的ZigBee低功耗特性，它能够依赖硬连线的纽扣电池使控制器运行10年或更长的时间。

面向消费电子的ZigBee RF4CE特性
现在，大多数家用遥控器使用的都是数十年之前的红外线技术。除了距离短和带宽窄之外，它还需要用户将红外线遥控设备对准要控制的电器。ZigBee RF4CE设备无须对准，因此可以藏在壁橱或橱柜之中。

GreenPeak公司提供了一种RF4CE遥控的参考设计方案，它使RF遥控器能够依赖一块电池运行10年以上，每个遥控器的物料费用不足2美元。

RF技术能提供比红外更大的遥控范围，从而能够使用单个遥控器来管理整个住宅中的娱乐、环境、安全和其他应用。无须在一个房间调节空调温度之后，再下楼去检查安全系统，然后进入另一个房间调节音响系统，最后再回到楼上更换电视频道。RF4CE设备用一个遥控器就能够控制所有设备。

因为ZigBee RF4CE支持交互性，所以也无须站在电视机前调节音量或者看着电视来设置DVR录制时间。甚至能够与电视或互联网电子商务服务进行远程交互，在家中的任何角落购买产品和阅读/回复E-mail，一切都由遥控完成。

低功耗特性
或许最令人激动的趋势在于不再需要电池这一可能性，它意味着无须维护。第一代RF4CE遥控将使用一块纽扣电池即可工作。今后的遥控或许能够永久性地摆脱电池，通过从环境光线以及使用时的压力和移动中进行能量收集从而获得所需要的全部传输能量。一种预期的ZigBee“绿色能源”应用是照明开关，它不需要使用电池或连接到电线之上。仅仅用手指来打开或关闭开关所消耗的能量就足够将控制信号传输到房间另一端带有ZigBee从设备的电灯上。这可以大量削减建筑和安装成本，并/或使住宅内部的规划更加灵活并具有创造性。

在未来10年内，ZigBee遥控设备的大量涌现将引发家庭和办公室的变革。ZigBee可以帮助使人们的生活更加便捷，而且因为无须使用电池，人们的环境将变得更加清洁——目前的普通遥控器每年消耗40亿节电池。利用ZigBee RF4CE的超低功耗特性，每节电池的寿命将变为现在的10倍，从而大幅削减电池消耗量。