蓝牙智能和ZigBee相结合的应用

描述

  将蓝牙智能与ZigBee相结合,可提供经典的1 + 1 = 3。

  贸易媒体喜欢标准战争,因为竞争激烈的技术叙事使媒体用户保持警惕,同时提供肥皂剧的刺激和悬念。以1990年代后期的IEEE 802.11(又名Wi-Fi)和蓝牙之间的无线网络探戈为例,当时一个行业组织声称蓝牙会从地球上抹去Wi-Fi。相反,当Wi-Fi 802.11b于1999年到来时,其支持者表示它将扼杀蓝牙。

  最终,Wi-Fi解决了家庭和办公环境中计算机的网络,而蓝牙成为计算机和外围设备之间流行的连接工具。蓝牙和Wi-Fi标准现在和平共处,Wi-Fi与蓝牙之争的关键之处在于协议战减慢了技术部署和市场接受度。此外,每种技术都有其优势,通常谨慎的做法是以协调的方式使用这些优势。

  现在,在物联网(IoT)领域有一种似曾相识的感觉,人们提出了一些问题:蓝牙智能(又名蓝牙低功耗或BLE)是否会战胜ZigBee?之字形会下降吗?BLE和之字形可以共存吗?BLE是短距离蓝牙无线技术的低功耗版本。它解决了经典蓝牙BR / EDR技术的电池寿命缺陷,并在智能手表和健身手环等可穿戴设备中很受欢迎。

  当BLE在2010年到来时,其支持者声称它将扼杀IEEE 802.15.4低速率无线个人局域网(PAN)标准,该标准有各种形式:ZigBee,RF4CE和谷歌线程。对BLE阵营重新燃起的信心来自2013年蓝牙4.1的推出和2014年蓝牙4.2的推出,这两者都带来了支持物联网场景的重大改进,这要归功于诸如更长的数据包,改进的安全性和隐私性等新功能,以及通过BLE执行6lowPAN / IPv6的能力,并同时成为奴隶和主人。

  这些功能为蓝牙之上的网状网络打开了大门,蓝牙仍然由各种供应商以专有方式实施,但很快就会作为蓝牙智能网状网络工作组的成果进行标准化。值得注意的是,网状网络是ZigBee的一个关键优势,在工业和家庭自动化环境中表现良好。

  BLE vs. 之字形蜜蜂

  家庭自动化行业正在演变为“智能家居”前提,在这里,BLE凭借其蓝牙智能凭证逆势而上。家庭自动化的总体趋势是走向智能化,而BLE的一个关键杠杆是它可以通过智能手机进行控制。另一方面,ZigBee在智能手机中不存在。

  那么智能手机制造商会添加ZigBee无线连接吗?可能不是。ZigBee的主要优势是网状和6lowPAN,而BLE现在提供了两者。此外,BLE解决方案的功耗极低,甚至低于ZigBee。

  因此,毫不奇怪,BLE部署一直很活跃。它出现在2010年,现在无处不在。这与ZigBee形成鲜明对比,ZigBee需要很长时间才能部署,并且缺乏良好的互操作性。ZigBee自2000年代初以来一直存在,到目前为止,产量相对较低。

  认为这是ZigBee道路的尽头的想法有点夸张。ZigBee 在家庭自动化应用中无处不在,如照明、快门和 HVAC 控制。虽然BLE可以支持类似于ZigBee的应用程序,但由于安装基础很大,因此存在切换阻力。

  智能家居OEM厂商承认BLE是一个明显的趋势,但与此同时,他们不愿意放弃ZigBee,这是一项已经使用了超过12年的成熟技术。ZigBee于1998年启动,于2003年正式标准化为802.15.4,2006年修订为802.15.4-2006,然后在2011年与新的PHY合并,并于2012年修订为802.15.4e,并进行了MAC改进。现在,2015年底发布的ZigBee 3.0显然是通过统一ZigBee软件堆栈中以前不同的元素来简化互操作性问题的尝试。

  BLE-之字形组合

  ZigBee 解决方案从何而来?BLE芯片添加ZigBee堆栈似乎是前进的明确方向。虽然BLE正在添加类似ZigBee的功能,如网格划分和对IP流量的支持,但BLE和ZigBee可以在许多智能家居环境中相互补充。以门锁为例,它可以通过蓝牙链接通过智能手机打开。相同的门锁可以通过ZigBee连接到家用路由器,并通过互联网连接进行控制。因此,当主人接近门时,他的手机使用蜂窝或Wi-Fi与路由器通信,并使用路由器内的ZigBee堆栈自动打开门。但是,如果互联网连接断开,业主可以通过蓝牙智能使用智能手机打开门锁。

  这是物联网领域的一个明显趋势 - 一个对多种技术开放的单一平台。此外,BLE和ZigBee具有类似的构建块,例如RF,调制解调器,加密和6LowPAN。两种技术的结合仍将是一种廉价的产品,因为它将使用类似的无线电、调制和安全方案。

  BLE使用GMSK调制技术,而之字形采用偏移QPSK方案,该方案类似于没有高斯整形滤波器的GMSK;BLE 和之字形都使用基于 AES 的加密加速器。TI 的 SimpleLink CC2650 和飞思卡尔的 KW40Z 无线 MCU 是 BLE 和 ZigBee 组合芯片的两个例子,还有更多即将推出。

  贸易媒体正热衷于寻找下一个技术前沿(又名物联网)的标准战争,但智能家居市场是物联网领域的早期成功案例之一,更倾向于一种谨慎的安排,即BLE和ZigBee同时工作,以创造双赢的局面。

  审核编辑:郭婷

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