擺脫線纜的束縛，一直以來都是多數用戶的夢想。很多用戶對Wi-Fi和藍牙無線技術及產品都有一定的了解，而對新興的以NFC和ZigBee技術為代表的近距離無線技術了解卻不多。經過幾年的發展，如今新興的ZigBee技術已被廣泛的應用在了近距離無線通信、家用電器遙控及自動抄表應用等領域。而ZigBee技術究竟有何特點呢?

　　一、ZigBee無線技術的特點

　　ZigBee無線技術是一種無線個域網(WPAN)技術，具備近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本(每塊芯片的價格不超過2美元，且免專利費)的特點。從應用來看，其是一種介于藍牙和RFID無線標記技術之間的技術，主要用于近距離無線連接。

　　ZigBee無線技術基于802.15.4標準。IEEE 802.15.4做為一種新興的低速率、短距離無線標準，誕生了ZigBee和6LowPan等具備典型特點的技術。其主要用于開發可以靠電池運行1-5年的緊湊型低功率廉價嵌入式無線設備(兩節普通的5號電池便可以工作半年到2年)，如無線傳感器。

　　圖1 ZigBee無線技術的應用

　　802.15.4定義了兩個物理層標準，分別是2.4GHz物理層和868/915MHz物理層。一般利用運行在2.4GHz頻帶上的無線電收發器傳送信息，有16個信道，信道間隔為5MHz，能夠提供250kb/s的傳輸速率。其使用的頻帶與Wi-Fi和藍牙相同，但功率大約只有Wi-Fi的1%，并且更簡單、功率和費用也更低。一般在10-75米的個人操作空間內運行，基本速率是250kb/s，當降低到28kb/s時，傳輸范圍可擴大到134米。

　　ZigBee網絡支持星形、網狀和簇狀拓撲結構。其由全功能設備協調器(FFD，類似于無線路由器)和精簡協調器(RFD，類似于無線網卡)終端構成網絡，FFD可以和FFD、RFD通信，而RFD只能和FFD通信。每個全能協調器(類似于交換機或路由器)可連接255個節點，幾個協調器還可構成一個網絡，最多可容納65535個節點。其安全層可保證此類便攜設備不會意外泄漏其標識，而且這種利用網絡的遠距離傳輸不會被其它節點獲得。通信時延和從休眠狀態激活的時延都非常短，設備搜索時延為30ms，休眠激活時延為15ms。

　　而在去年IEEE公布的802.15.4-2006新規范中，IEEE對802.15.4做了特別的改進和修正，并將和802.15.4-2003兼容。新規范明確了一些模糊的概念，減少了不必要的復雜性，增加了安全密鑰使用的靈活性，并將一些新的頻率分配考慮在內。

　　圖2 ZigBee無線模塊

　　新版本802.15.4規定了物理層(PHY)和媒體接入控制亞層(MAC)與固定、便攜式及移動設備之間的低數據率無線連接的新規范，這些設備都沒有電池，或者電池電量和功耗要求都很小。根據應用的不同，也可以采取更大的范圍和更低的數據率來作為一個權衡方案。新修改的目的在于使之可以和其它與IEEE及其它共存任務組相關的設備相共存，例如IEEE 802.15.2和802.11/ETSI-BRAN/MMAC 5GSG。

　　從以上我們可以看出，做為基于802.15.4的無線技術，在802.15.4規定了物理層(PHY)和媒體接入控制亞層(MAC)的基礎上，網絡層和應用層則由ZigBee聯盟(成立于2001年8月，由Invensys、三菱、摩托羅拉、飛利浦等公司組成，有上百家芯片公司參于)自行制定。

　　二、ZigBee無線技術的現狀

　　ZigBee無線技術做為無線個域網(WPAN)新技術的代表，其應應范疇相當廣泛。在照明、空調、電視、碟機、便攜電腦、無線鍵鼠、游戲設備、交互式玩具、工控設備等需要較遠距離進行控制的場合都有很大的應用前景。

　　圖3 ZigBee無線模塊

　　德州儀器(Texas Instruments)、Ember、Oki Semiconductor、Silicon Laboratories等公司是IEEE 802.15.4(Zigbee)芯片技術研發和供應的主要廠商。In-Stat(In-Stat是全球著名的行業研究機構，針對半導體、電信及消費電子領域進行研究、評估與預測，善于針對新興市場提供可執行的真知灼見)指出，到2009年，經ZigBee規范網絡層及其他專有協議實現的IEEE 802.15.4無線個人局域網市場有望增長200%，年交付量有望突破1.5億個。

　　做為芯片大廠，TI提供了一系列與ZigBee兼容的芯片解決方案，可以應用在鍵盤/鼠標、VoIP方案、遙控和游戲配件、工業應用中警報和安全、監控和控制設備、家庭和樓宇自動化和醫療電子產品等領域。以其CC25系列芯片為例，該射頻收發器能夠與高度可配置的基帶調制解調器相集成，該調制解調器支持各種調制格式，具有高達500kbps的可配置數據速率，通過啟用集成在調制解調器中的正向糾錯選項，可以擴大通信范圍。

　　Jennic新推出的以JN-5139微處理器為基礎的模塊，已經通過歐洲與美國規范FCC與ETSI的認證。該JN-5139模塊是以Jennic第二代自行研發生產的JN-5139無線芯片為基礎設計，在傳輸效能及功耗方面作了相當大的改善。主要提供兩個模塊系列：提供給仿真開發用的內建陶瓷天線版本及SMA接頭版本，另一個是提供給大量生產用的uFI接頭的版本。

　　飛思卡爾半導體今年推出基于ZigBee規范的MC1322x單芯片平臺解決方案，可將電池壽命延長到20年。該解決方案在單一封裝中集成了ZigBee應用的所有必要組件，從而可減少組件數量并降低系統成本。MC1322x單芯片平臺整合了一個32位微控制器(MCU)，一個完全符合IEEE 802.15.4標準的收發器，以及不平衡變壓器和射頻(RF)匹配組件，可以將節點之間的數據速率提高到每秒2兆比特。

　　圖4 ZigBee USB無線模塊

　　Silicon Laboratories推出的基于8051的MCU也是802.15.4和ZigBee應用的理想選擇之一。該設備將高精密模擬外圍設備與低流耗、高吞吐量(最高可達100MIPS)8051 CPU和最高可達128kB的片上閃存有機地結合起來，為多種多樣的無線自動化應用、工業應用、醫療應用、住宅監視應用和控制應用提供了較佳平臺。

　　而美國微芯科技公司(Microchip Technology)也在今年初推出三項用于802.15.4無線網絡的新產品。其中，MRF24J40是一個針對ZigBee協議及專有無線協議的收發器，適用于要求低功耗和卓越射頻性能的射頻應用。

　　一些國內公司也在這方面發力，如北京威訊紫晶公司便于07年10月1日正式發布了基于802.15.4a的無線個域網介質層控制(MAC)軟件包，該軟件可為客戶開發和使用中、低數據率(250kbps-1Mbps)的無線通訊網、傳感器個域網產品提供完整的MAC層協議棧軟件支持。

　　總之，ZigBee技術正走向成熟，目前各廠芯片廠商對ZigBee這種技術都較為看好，大都推出了相應的解決方案，ZigBee無線技術正在市場上風起云涌。將無線網絡技術應用于各種網絡系統中亦已成為勢不可擋的趨勢，無線網絡不僅可以提供更大的靈活性、流動性，還可省去花在綜合布線上的費用和精力，這無疑更符合未來網絡的通訊特點。