科技信息． 博士・专家论坛 ＺｉｇＢｅｅ技术在智链家居系统巾应用昀思考 武夷学院数学与计算机系 阮星 ［摘望。 要］本文首先提出了无线技术在智能家居领域应用的优势，进而分析ＺｉｇＢｅｅ技术的特点，阐述了ＺｉｇＢｅｅ技术在智能家居领域 的优越性。提出了ＺｉｇＢｅｅ的出现将推动无线技术在智能家居领域的应用，并对ＺｉｇＢｅｅ技术在智能家居领域的发展前景进行了展 ［关键词］ＺｉｇＢｅｅ智能家居 前景展望 ０．引言 智能家居，又称为智能住宅（ＳＭＡＲＴ ＨＯＭＥ），是以住宅为平台，利 （３）低速率，ＺｉｇＢｅｅ工作在２０～２５０ｋｂｐｓ的较低速率，在不同频带 间分别提供２５０ｋｂｐ（２．４ＧＨｚ）、４０ｋｂｐｓ（９１５ＭＨｚ）和２０ｋｂｐｓ（８６８ＭＨｚ）的原始 用综合布线技术、自动控制技术、网络通信技术、安全防范技术、音视频 数据吞吐率满足低速率传输数据的应用需求。 技术将家居生活有关的设备集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事 （４）短时延，ｚｉｇＢｅｅ的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只 务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保 需１５ｍｓ，节点连接进入网络只需３０ｍｓ，进一步节省了电能。相对而言 节能的居住环境。智能家居起源于上世纪８Ｏ年代的美国，随着我国人 ＷＩＦＩ需要３ｓ，而蓝牙则需要３～１０ｓ。 民生活水平的不断提高，已经有越来越多的厂商和个人开展了对智能 （５）大容量，ＺｉｇＢｅｅ可采用星状、树状和网状网络结构，由一个主节 家居的研究，并有各类相关产品问世。 点管理若干子节点，最多一个主节点可管理２５４个子节点，同时主节点 传统的智能家居更多的是通过有线的方式进行组建，比如常见的 还可由上一层网络节点管理，最多可组成６５０００个节点的大型网络。 Ｅｔｈｅｍｅｔ、ＣＥＢｕｓ、Ｘ一１０等，其中得到最广泛应用的是ｘ一１０，主要是因为 （６）高安全性，ＺｉｇＢｅｅ提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用 其相对低廉的价格和用户可自行装设的特点。ＣＥＢｕｓ的性能虽然高于 访问控制列表ｆＡＣＬ）防止非法获取数据以及采用高级加密标准（ＡＥＳ １２８） Ｘ一１０，但是由于售价较高而难以得到普及。Ｅｔｈｅｍｅｔ主要用于高速数据 的对称密码，以灵活确定其安全属性。 传输网络，用于家庭自动化控制则会受到电缆布线的限制。而日益兴起 基于上述特点可看出ＺｉｇＢｅｅ主要应用于短距离范围内并且数据 的无线技术能否在智能家居领域占有一席之地并得到广泛的应用呢？ 传输速率不高的各种电子设备之间，其典型的传输数据类型有周期性 和采用有线网络的通信技术的智能家居产品相比较，无线技术解 数据（如传感器数据）、间歇性数据（如照明控制）和重复性低反应时间 决方案最吸引人的地方是安装布置的灵活性、低廉的安装费用和在智 数据等。因此，ＺｉｇＢｅｅ技术十分适合应用于智能家居系统之中。 能家居系统进行重新布置时的可移动性。尽管无线通信技术和有线相 ２．ＺｉｇＢｅｅ技术在智能家居中的应用前景 比较有明显的优势，而且无线局域网技术和蓝牙技术已经在市场上获 目前，ｚｉｇＢｅｅ的开发以大厦自动化设备、产业、医疗及家庭自动化 得了巨大的成功，但无线通信技术在智能家居领域应用相对还是较少。 等领域为目标。尤其在自动仪表领域，Ｚｉ ｇＢｅｅ拥有很高的关注度。市场 这主要是因为目前没有一项标准化的，获得各厂商一致认可的无线通 调研公司Ｉｎ—Ｓｔａｒ预测，支持ＺｉｇＢｅｅ及ＩＥＥＥ８０２．１５．４的芯片组的合计供 信技术适合在智能家居领域进行广泛的推广，而且现有的一些针对智 货量到２０１１年将从０６年的５００万个增至１亿２０００万个。但在智能家 能家居领域无线通信产品的价格偏高，导致无线通信技术在智能家居 居市场，由于竞争技术较多，ＺｉｇＢｅｅ成为唯一标准的可能性很低，但因 的应用停滞不前。随着近年来人类在微电子机械系统（ＭＥＭＳ）、无线通 为自身的技术特点，发展前景还是值得期待的。另一家市场调研机构 信、数字电子方面取得的巨大成就，使得发展低成本、低功耗、小体积、 ＡＢＩ Ｒｅｓｅｒｃｈ对ＺｉｇＢｅｅ技术持有非常乐观的态度。该公司的一份预测数 短通信距离的多功能传感器成为可能。近年来所涌现出来的一项新的 据显示，２００５年到２０１２年，ＺｉｇＢｅｅ市场的年均复合增长率为６３％，而到 无线通信技术——ｚｉｇＳｅｅ技术将改变这种状况。ｚｉｇＳｅｅ技术产品以其 ２０１２年ｚｉ ｅｅ市场份额将达３．５亿。目前国际上智能家居领域专家们 低成本、低功耗、低传输速率、优秀的组网能力，被广泛认为将在未来的 的共识是，ｚｉ邸ｅｅ技术在智能家居中的应用将不可阻挡，但是多种无线 几年中对智能家居行业产生重大的影响。 技术并存的局面将会持续比较长的时间，能否完全取代其它技术，成为 １．ＺｉｇＢｅｅ技术介绍 智能家居领域的首选，还要多方面的共同努力，进一步完善技术，加快 ＺｉｇＢｅｅ技术是建立在ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｅｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎ— 标准化的脚步。 ｇｉｎｅｃｒｓ，美国电气电子工程师学会）８０２．１５．４基础上的无线通信协议，它 ３．结束语 是一个短距离、低功耗协议，特别适合设计应用在小型的建筑物自动化 随着我国经济的飞速发展，智能家居的数量也会越来越多，ｚｉ ｅｅ 设备中，比如温度自动调节装置、灯光控制设备、环境传感器等。 技术与智能家居系统的结合有着广泛的应用前景，本文主要探讨了该 ２０００年的１２月，ＩＥＥＥ成立了ＩＥＥＥ ８０２．１５．４工作组，致力于开发 技术在智能家居系统中的应用，并对技术的应用前景做了展望。这种方 一种可应用在固定、便携或移动设备上的，低成本、低功耗的低速率无 式在现实生活中具有很强的应用性，相信在不远的将来，会有越来越多 线连接技术。２００１年８月，美国霍尼韦尔等公司发起成立了ＺｉｇＢｅｅ联 由Ｚｉｇｂｅｅ技术延伸而出的设备投入应用，并将极大地改善我们的生活。 盟，他们提出的ｚｉｇＳｅｅ技术被确认为ＩＥＥＥ ８０２．１５．４标准。２００２年，摩 需要关注的一个问题是，虽然目前我国智能家居中所使用的系统及产 托罗拉、飞利浦和三菱等企业加盟ＺｉｇＢｅｅ联盟，０６年中国的华为公司 品大多被国外的大公司所垄断，但是ｚｉ ｅｅ技术的出现将给我国开发 也加入了该联盟。现联盟内有１８０多个成员企业，包括软件供应商、系 自主的具有世界先进水平的智能家居系统及产品提供一个崭新的契 统集成商和终端产品商。２００３年，ＩＥＥＥ ８０２．１５．４标准获得通过，并在 机。 ２００４年１２月推出了ＺｉｇＢｅｅ技术规范１．０版本。２００６年，推出ＺｉｇＢｅｅ ２００６，比较完善。２Ｏ【）７年底，推出ＺｉｇＳｅｅＰＲＯ。 参考文献 ＺｉｇＢｅｅ技术能够在低功耗下提供短距离、低速的数据传输，使用普 ［１］吕九一，陈楠．基于ｚｉｇｂｅｅ技术的家庭无线传感网络应用研究 通干电池的ｒＺｉｇＳｅｅ无线传感器能够持续运行２～３年的时间。另外， ［Ｊ］．科技广场，２００９，第１１期 ＺｉｇＢｅｅ技术优秀的组网能力使得它和其他无线通信技术在智能家居系 ［２］白建波，张小松，路诗奎．ＺｉｇＢｅｅ技术及其在楼宇自动化系统中 统中的应用相比尤其具有无可比拟的优势。具体地分析，ＺｉｇＢｅｅ技术有 应用的思考［７］．智能建筑与城市信息，２００６，第１期 如下几点优势： ［３］飞思卡尔中国有限公司．飞思卡尔的８０２．１５ ４ＺｉｇＢｅｒ轻松 （１）低成本，ＺｉｇＢｅｅ技术是免协议专利费的，而且每块芯片的价格 实现无线连接［Ｊ］半导体技术，２００４（７）：８０—８ 大约为２美元左右。 ｌ４ｊｚｉｇＢｅｅ Ａｌｌｉａｎｃｅ．ＺｉｇＢｅｅ Ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ［Ｍ Ｊ．２００７ （２）低功耗，在低耗电待机模式下，两节五号干电池可支持１个节 ［５］王永春．ｚｉｇｂｅｅ技术在智能家居中的应用［１］．智能建筑与城市 点工作半年至两年时间甚至更长。 信息，２００９，第１期 基金项目：本文受福建省自然科学基金资助（项目号：２ｏｏ８Ｊｏｏ２７；基金号：Ａ０８１００１７）。 作者简介：阮星（１９８２一），男，福建建阳人，武夷学院数学与计算机系，研究方向：网络技术、网络构建。 ——一７——