zigbee和z-wave短距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)都用于遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制,，但兩種技術(shù)的規(guī)格和應(yīng)用卻不同,。在美國(guó)應(yīng)用越來(lái)越廣泛的家庭局域網(wǎng)（home-area network, han）中，兩種技術(shù)都是理想選擇,。本文將對(duì)比這兩種廣泛使用的無(wú)線(xiàn)技術(shù)（見(jiàn)表格）,。
zigbee
zigbee基于ieee的802.15.4個(gè)人局域網(wǎng)（pan）無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn),，是zigbee聯(lián)盟發(fā)起的開(kāi)放式無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。ieee802.15.4標(biāo)準(zhǔn)提供網(wǎng)絡(luò)的層（物理層,，phy）和第二層（媒體接入控制器,，mac），網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層由zigbee堆棧軟件提供。
zigbee標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建于九十年代,，當(dāng)時(shí)作為wi-fi和藍(lán)牙之外的另一個(gè)選擇用于某些場(chǎng)合,。ieee802.15.4標(biāo)準(zhǔn)在2003年完成并在2006年得到升級(jí)。zigbee聯(lián)盟成立于2004年,，目的是維護(hù)該標(biāo)準(zhǔn),，同時(shí)繼續(xù)開(kāi)發(fā)并提供互操作性測(cè)試。
作為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù),，zigbee可以用于直接通信,，但大多數(shù)應(yīng)用基于星形或樹(shù)狀拓?fù)渚W(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。主節(jié)點(diǎn)控制其他的連接點(diǎn),，如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)不能和另一節(jié)點(diǎn)通信,，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)就會(huì)作為中繼器與通信范圍內(nèi)的其他的節(jié)點(diǎn)相連。zigbee可支持6.5萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn),。
zigbee設(shè)備運(yùn)行于的工業(yè),、科學(xué)和醫(yī)療（ism）頻段。的配置都在2.4ghz頻帶,，而zigbee定義了16個(gè)5mhz的運(yùn)行頻段,。數(shù)據(jù)率為250kbits/s,使用交錯(cuò)正交相移鍵控（oqpsk）。
zigbee也支持其他的規(guī)格選擇,，如運(yùn)行于915mhz（美國(guó)）上,，以40kbits/s的速率傳輸，使用雙相移相鍵控（bpsk）調(diào)制,。歐洲版標(biāo)準(zhǔn)使用868mhz頻率,，速率20kbits/s.
zigbee的典型功率在1mw或0dbm,開(kāi)闊空間的通信范圍為10米。不過(guò)根據(jù)情況,，有時(shí)候也能達(dá)到更遠(yuǎn)的距離,。zigbee和wi-fi以及藍(lán)牙使用同個(gè)頻段，因此共存是個(gè)大問(wèn)題,。大多數(shù)收發(fā)器都有共存機(jī)制,，將干擾化。
可用的16個(gè)信道允許無(wú)線(xiàn)傳輸能在的干擾下找到合適的頻率,。
zigbee聯(lián)盟是由公司和其他組織構(gòu)成的聯(lián)合體,，支持標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用推廣，目前有超過(guò)220個(gè)成員,。聯(lián)盟為所有應(yīng)用zigbee標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品提供測(cè)試,。
zigbee的一大優(yōu)勢(shì)是靈活性。zigbee的設(shè)計(jì)可用于支持特定應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和部署,，這些軟件也稱(chēng)為應(yīng)用規(guī)范（profile）,。應(yīng)用規(guī)范和zigbee的堆棧相連,，讓制造商更快、更容易地推出特別針對(duì)某些應(yīng)用的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品,?？捎玫膽?yīng)用規(guī)范包括家庭自動(dòng)化、智能能源,、通信,、醫(yī)療、遠(yuǎn)程控制（rf4ce,或稱(chēng)消費(fèi)電子射頻）,、建筑自動(dòng)化和零售服務(wù),。
ember推出的em351和em357單芯片zigbee設(shè)備包括一個(gè)802.15.4無(wú)線(xiàn)收發(fā)器和一個(gè)嵌入式32位arm cortex m3處理器。em351有128kbytes閃存,，em357有192kbyites閃存,。兩個(gè)產(chǎn)品都有12kbytes的ram,內(nèi)置aes128加密。接口包括uart,、串口（spi）,、兩線(xiàn)口（twi）和一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器（adc）。另外還有24位通用i/o（gpio）,。ember提供完整的開(kāi)發(fā)套件,，包括硬件模塊和所有軟件（圖1）。
圖1:ember的開(kāi)發(fā)套件,，包括芯片,、zigbee協(xié)議軟件、相應(yīng)的開(kāi)發(fā)工具轉(zhuǎn)為簡(jiǎn)化嵌入式軟件,、網(wǎng)絡(luò)和射頻集成的復(fù)雜度而設(shè)計(jì),，
用于開(kāi)發(fā)家庭、智能能源和其他遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制應(yīng)用的低功耗無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品,。
同時(shí)，icontrol提供了zigbee家庭監(jiān)控和控制面板（圖2）,。ember和icontrol聯(lián)手協(xié)助寬帶服務(wù)提供商和家庭安全公司,，在互動(dòng)安全性、監(jiān)控,、家庭管理服務(wù)領(lǐng)域探索新趨勢(shì),。icontrol openhome軟件平臺(tái)與其開(kāi)放、和技術(shù)本身無(wú)關(guān)的軟件基礎(chǔ)設(shè)施互相配合,，全部集成并顯示在一個(gè)觸摸屏上,，功能包含報(bào)警系統(tǒng)、通信網(wǎng)關(guān),、家庭自動(dòng)化平臺(tái),。ember的zigbee平臺(tái)為整個(gè)系統(tǒng)提供雙向無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,。
圖2:全部集成在觸摸屏中，icontrol的家用"儀表盤(pán)"專(zhuān)為中央監(jiān)控和控制接口設(shè)計(jì),，提供所有家庭能源和自動(dòng)化功能,。zigbee和智能電表以及家庭設(shè)備無(wú)線(xiàn)連接并進(jìn)行監(jiān)控和控制。
z-wave
zensys在2008年被sigma designs收購(gòu)之前開(kāi)發(fā)了z-wave私有無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn),。sigma designs的產(chǎn)品是ic和電力線(xiàn)通信（plc）和無(wú)線(xiàn)相關(guān)設(shè)備,。z-wave標(biāo)準(zhǔn)不像很多無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)那樣開(kāi)放，但zensys,、sigma design的客戶(hù)都可以使用,。近，國(guó)際電信聯(lián)盟（itu）把z-wave phy和mac層作為其新標(biāo)準(zhǔn)g.9959的選擇,，該標(biāo)準(zhǔn)為1ghz一下的窄帶無(wú)線(xiàn)設(shè)備提供了一套指南,。
z-wave無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)讓任何節(jié)點(diǎn)都能直接或間接地和通信范圍內(nèi)的其它臨近節(jié)點(diǎn)通信。如果兩個(gè)不在通信范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)想要通信,，則可以通過(guò)連接另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)獲取或交換信息,。z-wave網(wǎng)絡(luò)多支持232個(gè)節(jié)點(diǎn)，還支持設(shè)置多個(gè)控制器,，以區(qū)分開(kāi)所需的各種功能,。
z-wave使用part 15ism頻帶，運(yùn)行在美國(guó)和加拿大的908.42mhz頻率上,，在其他國(guó)家則根據(jù)各國(guó)規(guī)定使用其他不同頻率,。調(diào)制方式是高斯移頻鍵控（fsk）。數(shù)據(jù)速率包括9600 bits/s和40kbits/s.輸出功率為1mw和0 dbm.和其他無(wú)線(xiàn)技術(shù)類(lèi)似,，傳輸范圍取決于環(huán)境,。在開(kāi)闊空間中，范圍可達(dá)30米,。穿墻的話(huà)范圍會(huì)有一定減小,。
sigma designs的zm3102模塊專(zhuān)為和其它產(chǎn)品集成而設(shè)計(jì)，用于監(jiān)控和控制,。除了無(wú)線(xiàn)收發(fā)器外,，還包括板載一塊cpu,以及內(nèi)置的23kbytes閃存和2kbytes的sram,另外還支持有四個(gè)模擬輸入的12位adc.接口包括gpio、spi,、uart和脈沖寬帶調(diào)制（pwm）,，也提供triac控制器。模塊電壓范圍為2.1v到3.6v直流,，功耗非常低,。典型的轉(zhuǎn)發(fā)周期僅為0.1%,也就是說(shuō)大多數(shù)時(shí)候設(shè)備處于休眠模式。
zm4101和zm4102更強(qiáng)大,，運(yùn)行的頻率范圍頁(yè)更寬（圖3）,。8051 cpu有64kbytes的單次可編程（otp）存儲(chǔ),，16kytes的sram和64kbytes 的非易失性ram（nvram）。接口包括usb,、128-key的矩陣掃描器,。模塊包括一個(gè)四通道led控制器，數(shù)據(jù)率達(dá)到100kbits/s,還支持aes128加密,。
圖3:sigma designs的zm4101是集成z-wave的模塊,，為集成式的家庭監(jiān)控和控制功能設(shè)計(jì)。zm4101支持100kbits/s的數(shù)據(jù)率,，采用aes 128加密,。
z-wave主要針對(duì)家庭和小型商用建筑的監(jiān)控和控制，廣泛適用于照明控制,、安全和氣候控制,。其它應(yīng)用包括煙霧探測(cè)器、門(mén)鎖,、安全傳感器,、家電和遠(yuǎn)程控制。z-wave還可以用于智能電表,，為家用暖通空調(diào)監(jiān)控和控制提供消耗數(shù)據(jù),。
z-wave聯(lián)盟由160家公司組成，設(shè)計(jì)和銷(xiāo)售基于z-wave標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)家庭控制產(chǎn)品,，在z-wave系統(tǒng)中扮演主要角色,，在22個(gè)國(guó)家有超過(guò)575款可互操作的產(chǎn)品。
總結(jié)
zigbee和z-wave的目標(biāo)應(yīng)用一致,。其中zigbee的通用性遠(yuǎn)超z-wave,幾乎可以配置并實(shí)現(xiàn)任何短距離無(wú)線(xiàn)功能,，應(yīng)用規(guī)范也可以大大縮短普通應(yīng)用的開(kāi)發(fā)時(shí)間。另一方面,，zigbee的協(xié)議更復(fù)雜,，開(kāi)發(fā)時(shí)間也更長(zhǎng)。z-wave采用更簡(jiǎn)單的協(xié)議,，開(kāi)發(fā)更快也更簡(jiǎn)單,。
z-wave芯片只能通過(guò)sigma designs這一獲取。sigma designs只賣(mài)給oem,、odm和其它主要客戶(hù)。在home depot和lowes這樣的商店里,，可以買(mǎi)到500多種家庭控制產(chǎn)品,，但很多并沒(méi)有說(shuō)明使用了z-wave.
zigbee芯片廠(chǎng)商包括ember、飛思卡爾,、microchip和德州儀器,。完善且立即可用的zigbee模塊也可以通過(guò)多個(gè)獲得,，包括atmel、cel,、digi,、jennic、lemos和rfm.
在0 dbm的特定功率下,，z-wave的范圍比zigbee更大,，這是因?yàn)閦-wave運(yùn)行在更低的頻率下（根據(jù)friis公式）。這也意味著z-wave在某些應(yīng)用中連接也更穩(wěn)定,。
zigbee使用應(yīng)用廣泛的2.4ghz ism頻段,，因此必須與wi-fi、藍(lán)牙和其它無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)共享頻段,，會(huì)產(chǎn)生干擾,。大多數(shù)zigbee設(shè)備都有有助于緩解干擾的共存功能，但潛在的2.4ghz干擾比z-wave所處的908.42mhz通道更大,。
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