1. ZigBee （紫峰協(xié)議）

ZigBee簡介

Zigbee是IEEE 802．15．4協(xié)議的簡稱，它來源于蜜蜂的八字舞，蜜蜂(bee)是通過飛翔和“嗡嗡”(zig)抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，而ZigBee協(xié)議的方式特點與其類似便更名為ZigBee。ZigBee主要適合用于自動控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備，其特點是傳播距離近、低功耗、低成本、低數(shù)據(jù)速率、可自組網(wǎng)、協(xié)議簡單。

ZigBee的主要優(yōu)點如下：

1. 功耗低

對比Bluetooth與WiFi，在相同的電量下（兩節(jié)五號電池）可支持設(shè)備使用六個月至兩年左右的時間，而Bluetooth只能工作幾周，WiFi僅能工作幾小時。

2. 成本低
ZigBee專利費免收，傳輸速率較小且協(xié)議簡單，大大降低了ZigBee設(shè)備的成本。

3. 掉線率低

由于ZigBee的避免碰撞機制，且同時為通信業(yè)務(wù)的固定帶寬預(yù)留了專用的時間空隙，使得在數(shù)據(jù)傳輸時不會發(fā)生競爭和沖突；可自組網(wǎng)的功能讓其每個節(jié)點模塊之間都能建立起聯(lián)系，接收到的信息可通過每個節(jié)點模塊間的線路進行傳輸，使得ZigBee傳輸信息的可靠性大大提高了，幾乎可以認為是不會掉線的。

4. 組網(wǎng)能力強

ZigBee的組網(wǎng)能力超群，建立的網(wǎng)絡(luò)每個有60，000個節(jié)點。

5. 安全保密

ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全類和軟件，并集成了IEEE 802.15.4的安全元素。

6. 靈活的工作頻段

2.4 GHz，868 MHz及915 MHz的使用頻段均為免執(zhí)照頻段。

ZigBee的缺點如下：

1. 傳播距離近

若在不適用功率放大器的情況下，一般ZigBee的有效傳播距離一般在10m——75m，主要還是適用于一些小型的區(qū)域，例如家庭和辦公場所。但若在犧牲掉其低掉線率的優(yōu)點的前提下，以節(jié)點模塊作為接收端也作為發(fā)射端，便可實現(xiàn)較長距離的信息傳輸。

2. 數(shù)據(jù)信息傳輸速率低

處于2．4 GHz的頻段時，ZigBee也只有250 Kb/s的傳播速度，而且這單單是鏈路上的速率且不包含幀頭開銷、信道競爭、應(yīng)答和重傳，去除掉這些后實際可應(yīng)用的速率會低于100 Kb/s，在多個節(jié)點運行多個應(yīng)用時速率還要被他們分享掉。

3. 會有延時性

ZigBee在隨機接入MAC層的同時不支持時分復(fù)用的信道接入方式，因此在支持一些實時的應(yīng)用時會因為發(fā)送多跳和沖突會產(chǎn)生延時。

ZigBee的具體應(yīng)用

ZigBee的問世已經(jīng)有很長一段時間，但是由于傳輸速率且目前電子設(shè)備中配置其模塊的比例幾乎為零，在2010年前幾乎沒有什么出名的具體應(yīng)用。在LED火熱的這幾年，人們發(fā)現(xiàn)ZigBee適用于燈光照明系統(tǒng)，智能家居系統(tǒng)這種不需要傳輸速率很快的系統(tǒng)。最近還有應(yīng)用在無線定位系統(tǒng)中并在具體的項目上得到了實施。
[page]
2. Bluetooth（藍牙協(xié)議）

藍牙簡介

藍牙協(xié)議是由愛立信公司創(chuàng)造并于1999年5月20日與其他業(yè)界領(lǐng)先開發(fā)商一同制定了藍牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，最終將此種無線通信技術(shù)命名為藍牙。藍牙技術(shù)是一種可使電子設(shè)備在10～100 m的空間范圍內(nèi)建立網(wǎng)絡(luò)連接并進行數(shù)據(jù)傳輸或者語音通話的無線通信技術(shù)。

藍牙發(fā)展趨勢

藍牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth Special Interest Group，SIG)日前宣布藍牙4.0版本正式問世，且制定了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并開始了認證計劃。藍牙4.0在保持3．0+HS高速傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)上又加入了某開發(fā)商力推的Wibree低功耗傳輸技術(shù)。

藍牙4.0是IEEE 802．15．1傳統(tǒng)藍牙，IEEE 802．11物理層和MAC層以及Wibree三者的結(jié)合體，已和大家傳統(tǒng)認識中只適用于WPAN的藍牙有著天壤之別，在未來幾年藍牙會持續(xù)這幾年的發(fā)展趨勢進入一個應(yīng)用狂潮。

藍牙4.0最大的突破和技術(shù)特點便是沿用Wibree的低功耗傳輸，它采用簡單的GFSK調(diào)制因而有著極低的運行和待機功耗，即使只是一顆紐扣電池也可支持設(shè)備工作幾年以上。
藍牙4.0的網(wǎng)絡(luò)拓撲與ZigBee的星形拓撲相比來得簡單且傳輸速率是ZigBee的幾倍以上，在傳輸距離上相對NFC又有較大優(yōu)勢，加之其在手機與音頻領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，作為一個問世不久的新技術(shù)，它對ZigBee和NFC的威脅力度卻不容忽視，未來發(fā)展不可限量。

藍牙的優(yōu)點如下：

1. 功耗低且傳輸速率快

藍牙的短數(shù)據(jù)封包特性是其低功耗技術(shù)特點的根本，傳輸速率可達到1Mb/s，且所有連接均采用先進的嗅探性次額定功能模式以實現(xiàn)超低的負載循環(huán)。

2. 建立連接的時間短

藍牙用應(yīng)用程序打開到建立連接只需要短短的3ms，同時能以數(shù)毫秒的傳輸速度完成經(jīng)認可的數(shù)據(jù)傳遞后并立即關(guān)閉連接。

3. 穩(wěn)定性好

藍牙低功耗技術(shù)使用24位的循環(huán)重復(fù)檢環(huán)(CRC)，能確保所有封包在受干擾時的最大穩(wěn)定度。

4. 安全度高

CCM的AES-128完全加密技術(shù)為數(shù)據(jù)封包提供高度加密性及認證度。

藍牙的缺點如下：

1. 數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇笮∈芟?br />
高速跳頻使得藍牙傳輸信息時有極高的安全性但同時也限制了藍牙傳輸過程中數(shù)據(jù)包不可能太大。即使在所謂的高保真藍牙耳機中高低頻部分也是會被嚴(yán)重壓縮的。

2. 設(shè)備連接數(shù)量少

相對于Wifi與ZigBee，藍牙連接設(shè)備能力確實較差，理論上可連接8臺設(shè)備，實際上也就只能做到6——7個設(shè)備連接。

3. 藍牙設(shè)備的單一連接性

假設(shè)我用A手機連接了一個藍牙設(shè)備，那么B手機是連接不上它的，一定要我與此藍牙設(shè)備之間的握手協(xié)議斷開B手機才能連接上它。

藍牙應(yīng)用

從最初的藍牙傳輸數(shù)據(jù)使得藍牙技術(shù)在手機上廣泛運用，再到后來藍牙耳機和藍牙無線鼠標(biāo)的風(fēng)靡，再到時下最流行的藍牙智能家居系統(tǒng)，藍牙對人們生活產(chǎn)生的便利不言而喻。憑借著其在電子產(chǎn)品中的高配置比，人們對藍牙新產(chǎn)品的接受程度會高于ZigBee，NFC等產(chǎn)品。電子窗簾，吸塵器機器人，抽油煙機，智能穿戴產(chǎn)品，低功耗的藍牙4.0將有更大的應(yīng)用市場。
[page]
3. WiFi（無線保真協(xié)議）

WiFi技術(shù)簡介

WiFi(Wireless Fidelity，無線保真技術(shù))是IEEE 802．11的簡稱，是一種可支持?jǐn)?shù)據(jù)，圖像，語音和多媒體且輸出速率高達54Mb/s的短程無線傳輸技術(shù)，在幾百米的范圍內(nèi)可讓互聯(lián)網(wǎng)接入者接收到無線電信號。WiFi的首版于1997年問世，當(dāng)時其中定義了物理層和介質(zhì)訪問接入控制層(MAC層)并在規(guī)定了無線局域網(wǎng)的基本傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的同時規(guī)范了介質(zhì)訪問層(MAC)的特性和物理層（PHY），其中物理層采用的是FSSS(調(diào)頻擴頻)技術(shù)、紅外技術(shù)和DSSS(直接序列擴頻)技術(shù)。在1999年又新增了IEEE 802．11g和IEEE 802．11a標(biāo)準(zhǔn)進行完善。

WiFi技術(shù)特點

1. 傳輸范圍廣

WiFi的電波覆蓋范圍半徑高達100 m，甚至連整棟大樓都可以覆蓋，相對于半徑只有15m藍牙，優(yōu)勢相當(dāng)明顯。

2. 傳輸速度快

高達54Mb/s的傳輸速率使得WiFi的用戶可以隨時隨地接收網(wǎng)絡(luò)，并可快速地享受到類似于網(wǎng)絡(luò)游戲、視頻點播(VOD)、遠程教育、網(wǎng)上證券、遠程醫(yī)療、視頻會議等一系列寬帶信息增值服務(wù)。在這飛速發(fā)展的信息時代，速度還在不斷提升的WiFi必能滿足社會與個人信息化發(fā)展的需求。

3. 健康安全

WiFi設(shè)備在IEEE 802．11的規(guī)定下發(fā)射功率不能超過100 mW，而實際的發(fā)射功率可能也就在60～70 mW。與類似的通信設(shè)備相比，手機發(fā)射功率約在200 mW～1 W，而手持式對講機更是高達5 W。相對于這兩者WiFi產(chǎn)品的輻射更小。

4. 普及應(yīng)用度高

現(xiàn)今配置WiFi的電子設(shè)備越來越多，手機、筆記本電腦、平板電腦、MP4幾乎都將WiFi列入了他們的主流標(biāo)準(zhǔn)配置。

WiFi發(fā)展趨勢

前段時間WiFi技術(shù)聯(lián)盟推出了WiFi Direct標(biāo)準(zhǔn)，這也表示著WiFi在上網(wǎng)本、智能手機、電視機、機頂盒和其他設(shè)備中的采用率不斷上升的同時也開始要涉及藍牙傳統(tǒng)的WPAN領(lǐng)域。據(jù)市場調(diào)查公司In-Stat的調(diào)查數(shù)據(jù)，預(yù)計到2013年全球?qū)⑿略?.16億個配置WiFi模塊的電子設(shè)備。

傳統(tǒng)標(biāo)配中較熱門的藍牙與紅外目前只剩下藍牙，新增的配置包括重力感應(yīng)，GPS及WiFi，當(dāng)中已WiFi配置比例最高。WiFi已經(jīng)幾乎已成為目前手機及其他類似電子設(shè)備中的標(biāo)配。目前市面上的平板，筆記本電腦及智能手機幾乎全部配置有WiFi模塊。

近日，博通無線連接集團GPS業(yè)務(wù)組市場總監(jiān)David Murray表示，與競爭對手相比，博通的解決方案有更多的優(yōu)勢——除了利用衛(wèi)星信號，還通過WiFi和基站來進行輔助定位。值得一提的是，WiFi的加入讓難以接收衛(wèi)星信號的室內(nèi)得以實現(xiàn)精確定位。

4. Bluetooth，WiFi，ZigBee特性對比

結(jié)論

目前市面上普及率較高的電子設(shè)備（手機，平板）中基本配備了藍牙4.0模塊和WiFi模塊，就此而言這兩者在客戶端能被接受的程度要遠遠大于ZigBee。其實早在幾年前日本曾經(jīng)有推廣過帶ZigBee模塊的手機，但ZigBee協(xié)議的繁瑣及傳輸速率的低下有點似乎趕不上時代發(fā)展的一個感覺，所以一直沒有普及開來，但其自組網(wǎng)的特點是其他兩種方案都無法替代的。未來的智能家居市場，藍牙憑借著其體積小功耗低的特點，可能會向小型化，例如可穿戴電子設(shè)備的產(chǎn)品方向去發(fā)展。WiFi憑借著無線網(wǎng)絡(luò)幾乎到處都有的特點，一定會成為未來接受度最高且應(yīng)用最廣的方案。而如今ZigBee要想打破僵局以不被淘汰，可能真的需要一次像藍牙3.0跨入藍牙4.0的大改造。

相關(guān)閱讀：

智能家居遠距離照明控制的無線遙感開關(guān)系統(tǒng)設(shè)計
真正的智能家居應(yīng)具備的四大特征
細數(shù)那些傳統(tǒng)家電轉(zhuǎn)型思路，智能家居誘惑何在？