ZigBee在过去的2007年12月发布了第三版。从2004年开始,经过漫长的过程,ZigBee变得更加成熟,更加规范,更有针对性。具有里程碑意义的第三版不仅为我们反映了ZigBee标准的现状,也反映了整个无线嵌入式控制(WiEC)技术的进步。
在过去的几年里,无线嵌入式控制(WiEC)技术的推广者无数次向设计工程师描述他们的美好愿景,但我们还是要问:我们真的了解嵌入式无线技术吗?
首先,给出无线嵌入式控制技术的合理定义。在收发器层面,无线嵌入式控制技术通常是指10米至50米的低功率无线电波,数据速率小于4Mbps,工作在任何工业、科学和医疗(ISM)频段。
嵌入式控制(WiEC)技术使用网络协议来控制无线节点之间的通信。网络拓扑通常包括两台机器通信的简单点对点拓扑(M2M)、无线传感器网络中的星型拓扑(WSN)和网状拓扑。在所有这些拓扑中,节点可以相互通信。
任何一个浸淫嵌入式技术多年的设计工程师,都会对无线嵌入式控制技术的推广者所描绘的美好愿景记忆犹新。
这些愿景会不断变化,但是,推广者们无一例外地使用了以下关键词来描述无线嵌入式控制技术:低功耗、低成本、高可靠性、高安全性、易于设计和易于使用。
伴随着技术的光明愿景而来的是投资回报的大胆前景——制造商可以在短短几年内卖出上亿件产品,消费者逐渐意识到无线嵌入式控制技术带来的效率提升和成本降低,整个世界都被这些小型低功耗收发器所覆盖,它们将一切连接在一起。
然而遗憾的是,经过多年的炒作,仍然没有一种单一的无线技术能够同时满足上述美好的愿景。在实际项目中,我们经常会看到妥协方案。
怎么会有一种技术可以同时适用于控制家里的电灯和工厂的安全阀?一些无线嵌入式控制技术的推广者确实向我们描述了这个美好的愿景。
然而,当这些美丽的景象在幻灯片上呈现后,实际的硬件操作开始时,许多意想不到的情况发生了。可能是推广方夸大其词,也可能是芯片和协议栈厂商太低劣。也许,工程师根本不应该相信一种技术可以解决所有问题的鬼话。
这些愿景失败有几个原因(尽管有些确实实现了)。首先,一些指定的性能目标与其他目标根本相反,这给工程带来了不可逾越的挑战。例如,低成本和高可靠性。
要实现工程上的低成本,需要一整套降低成本的方法。首先,必须减小硅片的尺寸,这就需要在收发机架构上做出妥协(比如开环调制和闭环调制,可以提供更高的可靠性,但需要大大增加尺寸)。