Zigbee：让物联网的未来不是梦

物联网是一个极其庞大的网络，它包罗万象，涉及各行各业，其实质就是让万事万物通过网络连接起来，实现许多超级智能化的应用。这是一个让人无限憧憬的美好未来，而要实现它则要脚踏实地从基础做起。传感器网是构建物联网最基本的网络，传感器作为感知的最前端探测和搜集信号，之后则需要各种有线和无线的通信技术进行设备相互间的通信交流。而光纤、ADSL、3G和Wi-Fi是作为联网的主要动脉，而最后100米的短距离接入则是通过短距离无线通信技术来实现的，而Zigbee被认为是目前最适合传感器网络接入端的无线通信技术。

ZigBee的技术优势

短距离无线通信技术包括Zigbee、蓝牙、Wi-Fi、433Hz等。对比这几种技术，在通信距离上，ZigBee的通信距离比较长，可达100米~500米，；蓝牙是10米～50米，433MHz频段比较低，可以做到最后一公里，Wi-Fi通常是在100米以内。

在功耗方面，433Hz和Zigbee，以及刚刚提出来的低功耗Wi-Fi功耗都较低。而蓝牙的功耗相对较大。

在组网规模上，ZigBee因采取自组网技术，组网规模理论上可以达到6万多个节点；而蓝牙是点对点的技术，不存在很强的组网能力；433MHz通常不能够超过255个节点；低功耗Wi-Fi，通常路由器上挂的终端节点不会超过20个。

图1 短距离无线通信技术对比

从安全性上，ZigBee内置AES128比特的加密算法，通过硬件直接内置在芯片里，安全性较高；而433MHz最大的优势是它做起来最简单，但缺点是安全性差，不适用于大规模商业运营。低功耗Wi-Fi本身具备WPA的加密认证算法，安全性也比较高。

从成本的角度看， Wi-Fi通信速率高，成本比ZigBee、蓝牙以及433MHz都高。数字家庭应用要求低成本，高安全性，较大的组网规模和较低的功耗。这样看来，ZigBee就是最佳选择。

脚踏实地的解决方案

在许多人在网络和媒体上大肆宣传物联网概念，各种物联网研讨会、展览会层出不穷的同时，还是有人在埋头认认真真地做物联网的实质性工作，比如最近刚认识的北京星谷科技公司创始人范晨博士。星谷科技由范晨博士创建于2006年，主要专注于无线流媒体解决方案的研发和商用推广。通过整合视频、语音、数据、3G无线网络和无线传感器网络，推动无线流媒体业务的发展。　

图2 星谷科技CTO 范晨博士

星谷科技的产品分为三个层面，构架在互联网之上的整体物联网平台， ZigBee-IP网关，以及ZigBee外设。

整体物联网平台被称之为感知网，家庭中各种各样的网关、传感器、摄像机等终端通过Zigbee接入到这个平台，然后通过3G、Wi-Fi接入互联网。用户在家可以直接用手机通过Wi-Fi连到网关，去控制家里各种各样的传感器终端，不在家时，可通过登录感知网门户用手机或电脑轻松查看和控制家里各种传感器终端。在这个应用图谱中，3G和Wi-Fi是连网的动脉，而ZigBee就是连接传感终端的毛细血管。

ZigBee-IP网关是感知网中的核心设备，星谷科技的Zigbee IP 网关集成了3G、Wi-Fi和Zigbee 三种无线模块，能够通过3G上网，也具备家里的无线路由器功能。其中ZigBee模块采用TI最新Zigbee产品CC2530。在这个设计架构中，低速设备通过ZigBee接入网关，高速设备，如笔记本、网络摄像机等通过Wi-Fi接入网关，通过3G或者ADSL接入到互联网。

该网关的基本功能是打电话、上网等通信功能。再进一步是安防报警功能。所有安防传感器，包括门磁、遥控器、红外探测器、烟雾探测器、煤气探测器都可以通过ZigBee无线方式接入到网关，报警信号会马上被传送到控制部分启动应急措施。再进一步是智能家居功能。家里的灯光控制器、开关面板、电源插座等都可通过Zigbee接入网关，用户可在下班之前把热水器或空调打开，或远程关掉。每一个开关插座上能够实现精细的电量统计。最后一类功能是智慧传感，如血氧计、血糖计、血压计通过ZigBee接入网关，实时帮助用户记录身体健康数据，并把它传送到某一个医疗网站上，网站后台的医疗服务团队就可根据这些数据随时给用户提供健康咨询服务。

Arduino开源硬件平台

星谷科技的产品开发采用了一种叫Arduino的开源硬件平台。Arduino类似Linux，只不过它是一种开源的硬件平台，并且是专门针对传感器终端开发的标准硬件平台。Arduino提倡电子积木式的开发，可以方便灵活地制作各种传感器外设的原型。2011年5月， Google2011开发者大会发布了Android Open Accessory技术标准，即安卓配件的一个开放接口标准，它将Arduino作为标准。基于Arduino开发的各种各样的传感器外设，将来能够直接接入到Android手机或平板电脑。这就解决了目前智能家居各系统标准不统一，无法融合的问题，势必对智能家居市场产生巨大的推动力。很自然地，Arduino平台也选用ZigBee作为短距离无线通信的解决方案。

ZigBee解决各个节点之间短距离无线通信的问题， Arduino解决各种传感器接入终端的硬件标准问题，Android解决最终中控的问题。三种技术强强联手，将为物联网尤其是智能家居市场产生巨大推动作用。也许要不了多久，我们就能享受到智能化的家居体验，物联网不再只是美好的梦想。

市场分析与运营策略

对数字家庭市场的调研结果显示，目前上网及生活信息是人们最强烈的需求，其次是健康、安防、智能家居和教育。星谷科技选择安防监控作为市场的切入点。而每一个市场涉及到的应用的细节非常多，单靠一个公司自己是很难推动的，星谷采取的是以网关为中心开放的平台运营架构，和与运营商、应用领域设备商合作的方式来推动整个网络方案的实施。一个成功的应用案例是和深圳移动为深圳一小区定制的一套无线的安防监控系统。业主在家里面选装这套方案，硬件设备赠送，只需交服务费。该系统还被应用到了商铺的远程监控和防盗，比如一些美容、珠宝连锁店的安防监控等。

再庞大梦幻的应用也是需要脚踏实地一步一步去实现，需要象Zigbee这样的技术提供支持，需要TI这样的厂商提供芯片解决方案，需要星谷这样的系统厂商提供系统级解决方案。整个产业链联合起来，从现实的应用需求出发，物联网的美好梦想必将成为现实。