干貨！智能照明無線傳輸2種協議深度對比分析

　　ZigBee技術的出現，徹底解決了智能家居最后一百米的網絡傳輸問題。南京物聯董事長朱俊崗表示，ZigBee技術是無線技術的一種，ZigBee在智能家居最后一百米的解決地位并非意味ZigBee將取代WiFi或者藍牙，每種無線技術都有市場定位。

　　朱俊崗認為，ZigBee具有一定的安全性。到今天為止ZigBee技術在全球沒有被攻破的先例。有人或者同行乃至競爭對手會講，ZigBee至今都比較安全是以為內它目前的利用率不高、市場占有率不高，但是我們要知道，ZigBee網絡最初是在工業領域里面應用的，工業領域里面數據的價值對很多人來說非常敏感的。同行會想方設法得到這些數據，所以說攻破它的手法會更高明，但也沒有出現過這樣的案例。其次，ZigBee有自修復能力。因為它是一個網狀網，某一個設備壞了或者節點壞了，下面的設備會自動尋找其他的節點，自動組成網絡。第三是它的網絡規模比較大。會承載家庭未來的應用。 第四就是它的低功耗，而且隨著芯片制造能力的提升，它的功耗會越來越低。

　　智能照明的出現伴隨著物聯網、LED照明、無線通信等技術的發展，其典型特征是照明設備的單獨可控、方便靈活的場景設定，并且可以與其他智能化信息系統進行無縫對接（如智能傳感網、安全監控網、智能能源網等），以新穎的呈現模式滿足不同的智能化照明需求，因此，智能照明系統需要提供方便易操作的系統升級改造方案，以適應需求的不斷變化，而低功耗無線通信控制系統是其中關鍵的一環。

　　智能照明作為智慧工程重要組成部分，也是物聯網體系中一個較好的應用呈現形式。以基于低功耗無線傳輸的智能照明解決方案將是未來發展趨勢，目前市場環境日趨成熟，相關標準的建立將是推動智能照明市場發展的助力。

　　目前在低功耗無線傳輸領域所使用的協議有很多，還未形成統一的傳輸規范。下面以兩個當前主流低功耗無線傳輸協議Zigbee和Jennet-IP的比較為例，對低功耗傳輸協議的特點和發展方向進行分析。

　　1、Zigbee協議

　　Zigbee協議具有體積小、成本低、功耗小以及傳輸速率低等特點，是由摩托羅拉（美國）、三菱（日本）、飛利浦（荷蘭）、英維斯（英國）等公司于2002年共同提出并研發的低功耗無線通信協議。

　　Zigbee協議的網絡層和媒體接入層以IEEE802.15.4協議作為協議標準，IEEE 802.15.4協議是由IEEE 802無線個域網（WPAN，Wireless PersonalArea Network）小組（成立于2000年12月）于2003年12月正式發布的，包括其物理層和MAC層所采用的協議標準。Zigbee聯盟于2004年12月在IEEE802. 15. 4定義的物理層（PHY）和媒體接入層（MAC）的基礎上定義了網絡層和應用層，從而發布了Zigbee無線通信協議。

　?。?）Zigbee無線通信協議的主要應用特征有以下幾點：

　?、俟牡停号c其他無線網絡協議相比，Zigbee協議設備的功耗極低，因此設備壽命延長很多；

　?、诳煽啃詮姡篫igbee協議具有避免碰撞的機制，通過采用專用時間間隙方法，避免在發送數據過程中出現沖突；另外，在傳輸中采用自動路由的模式，提高了傳輸可靠性；

　?、蹅鬏斅实停篫igbee協議支持的傳輸速率范圍為10kb/s～250kb/s；

　?、軅鬏敃r延?。篫igbee協議對時間延遲要求高的應用做了優化，使得通信延時大大縮短，另外，Zigbee協議設備從睡眠狀態下激活的時間也降低了很多；

　?、葜С止濣c數量多：理論上Zigbee協議網絡最多可支持65000個節點的容量；

　?、薨踩詮姡篫igbee協議可以針對具體應用的需求，提供相應的安全機制，在CCM模式下采用AES.128算法對數據進行安全保護。

　?。?）Zigbee協議整體的結構主要包括物理層（PHY）、媒體接入層（MAC）、網絡/安全層以及應用框架層。

　?、貾HY層主要負責控制無線收發器的開啟與關閉、信道選擇、能量檢測、鏈路質量、通過物理媒體發送和接收數據包等；

　?、贛AC層主要負責信道接入、發送確認幀、時隙管理、信標管理、發送連接及斷開連接請求等，另外，還為合適的安全機制提供支撐，比如，免碰撞載波偵聽多址訪問（CSMA-CA）、時間同步信標可選超幀結構；

　?、郯踩珜又饕撠熋荑€管理、存取等功能；

　?、芫W絡層主要負LR-WPAN網的組網、數據等；

　?、輵每蚣軐又饕撠熖峁密浖?a target="_blank">接口（API），以便在應用層實現設備管理，另外，應用層還可為實際應用提供應用框架模型，以便開發應用。

　　2、Jennet-IP協議

　　由恩智浦半導體開發的Jenne t-IP，是一種增強型6LoWPAN網絡層協議，特別針對以IEEE802.15.4標準為基礎的超低功耗網絡所設計，適用于住宅和工業應用。Jennet-IP已獲得IBM、TCP等主要客戶采用，目前，Jennet-IP廣泛應用于智能家居、A/V射頻遙控、智能照明、家庭智能醫療、安全消防、門禁控制、智能能源等領域。6LoWPAN，即IPv6 over IEEE 802.15.4，原名為IPv6 over Lowpower Wireless Personal，即低速無線個域網標準。IPv6作為網絡層互聯方案，6LoWPAN技術引起了廣泛的關注，眾多無線組網解決方案都集成了6LoWPAN。

　　由于Jennet-IP是以IP為基礎的解決方案，具備出色的擴展能力，可支援最多達500臺設備的大型網絡，具有極大的發展潛力；在有無網關支持的情況下均可運作；Jennet-IP整合眾多特性于一身，支持IPv4、Ipv6、Zigbee多種協議，兼容6LoWPAN，具有功耗低、射頻范圍幅度大、存儲空間占用小、成本低等特點。

　　Jennet-IP以恩智浦（NXP）的Jennet網絡通訊協議棧為基礎，安全性能較高，能夠提供128位AES加密算法和設備加入功能，于2011年以開源授權方式發布。Jennet-IP的主要特性在于，其是以IP協議為基礎的網絡協議，符合IEEE，IEFT發布的標準，符合低功耗、低成本的大規模節點網絡需求，能夠與無線設備和公用網絡IP形成無縫鏈接，是目前2.4GHz較成熟解決方案的代表，能夠與Wi-Fi、藍牙共存，具備常用的API接口。

　　Jennet-IP的主要特性包括：

　?。?）支持網關或無網關運行，可連接到互聯網或進行單機操作；

　?。?）超低待機功耗，支持路由層優化技術，低功耗無線鏈路；

　?。?）高安全性128位AES加密，安全驗證和設備加入，可靠性；

　?。?）內核小巧，低內存占用，不到128個字節，低成本，開源授權；

　?。?）普及性：Jennet-IP在LR-WPAN網絡中使用IPv6，基于IP網絡的廣泛應用，作為下一代互聯網核心技術的IPv6，更容易得到不同領域的融合；

　?。?）適用性強：IP網絡協議架目前受到廣泛認可，新一代互聯網絡也是以IP網絡協議為基礎的，因此，融合IPv6協議的LR-WPAN網絡具有更強的適應性，開發和應用更為簡單；

　?。?）更多地址空間：運用IPv6的LR-WPAN網絡可以提供龐大的地址空間。這正是大規模、高密度低功耗無線網絡設備的需要；

　?。?）實現地址自動匹配：節點處于激活狀態時，屬于IPv6網絡的節點能夠自行讀取自身MAC地址，并根據既定的規則轉換成節點的IPv6地址，這個特性對于無線傳感器網絡非常重要，因為在一般情況下，對于大規模的無線傳感網絡節點不坑內分別進行界面配置，所以節點能夠自行進行網絡配置將從根本上提高實際應用的價值；

　?。?）易接入：運用IPv6的LR-WPAN網絡，接入其他IP網絡的難度將大大降低，隨著下一代互聯網的發展，使不同的網絡都可充分利用IP網絡內的所有資源；

　?。?0）易開發性：隨著新一代IP網絡發展，基于IPv6的應用技術逐漸成熟，運用IPv6的LR-WPAN網絡，可以更為容易對成熟技術進行整合，大大簡化了協議發展過程。