2008北京奧運(yùn)會已經(jīng)進(jìn)入倒計時，全球企業(yè)都希望能夠大顯身手，分享奧運(yùn)經(jīng)濟(jì)的盛宴。從場館建設(shè)到運(yùn)動健身，從醫(yī)療保健到時尚娛樂，從家庭控制網(wǎng)絡(luò)到個人通訊，電子產(chǎn)品究竟能夠從中挖掘到哪些商機(jī)？加入短距離、低功耗無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的各種新興應(yīng)用又能發(fā)揮怎樣的魅力吸引終端用戶的青睞？ 毫無疑問，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正以能夠帶來簡單便利的美好預(yù)期越來越多地滲透到人們的日常工作與生活中，而且應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。例如可用于工廠作業(yè)監(jiān)控、用手機(jī)來遙控家電或玩具、用數(shù)碼手表來讀取心跳速度繼而控制運(yùn)動頻率等五花八門的奇特應(yīng)用。 本文將解讀當(dāng)前最熱門的兩種低功耗無線技術(shù)——ZigBee和ULP藍(lán)牙(超低功耗藍(lán)牙，此前稱作Wibree)，分析它們的優(yōu)缺點以及未來應(yīng)用前景和發(fā)展趨勢，為您選用某種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供參考。 兩種技術(shù)既有共性也有差異

Steve Caldwell：Zigbee和Wibree無意互通，這兩種不同的標(biāo)準(zhǔn)會繼續(xù)保持獨(dú)立。

總體來說，“ZigBee和Wibree是覆蓋針對個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(PANs)兩種不同的無線標(biāo)準(zhǔn)，他們都運(yùn)行在2.4GHz，并且實現(xiàn)的都是短程、低功耗及低帶寬通信。”Microchip公司RF產(chǎn)品總監(jiān)Stephen Caldwell稱，“ZigBee是一種協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層建立在IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上的技術(shù)，而后者由一家獨(dú)立公司開發(fā)，不過最近被納入藍(lán)牙家庭和IEEE 802.15.1標(biāo)準(zhǔn)?！? 具體來說，首先，盡管兩種技術(shù)都實現(xiàn)了超低功耗，但他們的實現(xiàn)方式卻有所不同。在ZigBee的無線射頻部分，IEEE 802.15.4支持2.4GHz和868/915MHz兩個頻段，其中針對2.4GHz頻段采用Offset QPSK調(diào)變技術(shù)，并在868/915MHz的頻段采用BIT/SK，此做法能讓功耗降到最低，也能減少設(shè)計復(fù)雜度。 而ULP藍(lán)牙則是天生的低功耗，它專為極低電池量的裝置而設(shè)計，采用具有搜索次分級功能的搜索模式，并從連接開始就采用這種模式。這就是說，每個ULP藍(lán)牙連接均自動處于次分級的搜索模式，因而能自動以極低功率運(yùn)行?？紤]到藍(lán)牙設(shè)備大部分時候并不是連續(xù)地彼此通信，而只是閑置一旁，等待接受指令，因此，對于一個有99%的時間被閑置的設(shè)備來說，優(yōu)化其閑置狀態(tài)下的功耗非常必要。ULP藍(lán)牙的功耗優(yōu)化主要是通過采用比傳統(tǒng)藍(lán)牙更少的頻率來實現(xiàn)的，占用時間隨之減少，接通時的功耗也更低。 標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙采用32種頻率進(jìn)行連接，而ULP藍(lán)牙僅采用3種頻率。因此，標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙的負(fù)載率是1%，而ULP藍(lán)牙的負(fù)載率僅為0.1%。ULP藍(lán)牙設(shè)備還以通告的方式主動與周圍的其他設(shè)備進(jìn)行通信，然后迅速接收反饋，看是否有其他設(shè)備可以連接，如果沒有，ULP藍(lán)牙設(shè)備將自行長時間關(guān)閉，直至發(fā)出下一次通告。因而，僅需一枚鈕扣大小的電池供電就可以運(yùn)行10年之久。 其次，兩種技術(shù)實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)不同。ULP藍(lán)牙被設(shè)計用于設(shè)備與少數(shù)節(jié)點間建立連接的無線網(wǎng)絡(luò)，但ZigBee可支持星狀(Star)、網(wǎng)狀(Mesh)和網(wǎng)狀-樹狀(Mesh-tree)三種無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高了網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量最多能支持65536個，遠(yuǎn)高于ULP藍(lán)牙。 第三，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度不同，但傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量都不大?？梢哉f，兩種技術(shù)的出身初衷頗不相同。ZigBee標(biāo)準(zhǔn)是專為大型網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的，通常也是針對較為復(fù)雜的應(yīng)用；ULP藍(lán)牙的前身是Wibree，當(dāng)初由諾基亞主導(dǎo)設(shè)計并開放出來，該低功耗無線技術(shù)就主要被設(shè)計用于小型設(shè)備之間的簡單數(shù)據(jù)傳輸。 第四，目標(biāo)市場有所不同。一般來說，ZigBee目標(biāo)應(yīng)用在于工業(yè)、安全和家庭自動化等傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，包括家庭聯(lián)網(wǎng)控制、無線自動抄表、樓宇自動化以及個人健康維護(hù)等，還在醫(yī)院監(jiān)護(hù)、監(jiān)獄監(jiān)管以及煤礦工作等領(lǐng)域也可以發(fā)揮很大的作用。Caldwell認(rèn)為："在建立奧運(yùn)會的基礎(chǔ)設(shè)施方面，ZigBee可能用處更大，它能夠提供安全的住宅和競技場通訊，可以監(jiān)測運(yùn)動員的狀態(tài)并將結(jié)果傳送給觀眾。"而ULP藍(lán)牙的主要目標(biāo)市場則是高度移動化應(yīng)用的小型網(wǎng)絡(luò)，例如訓(xùn)練鞋、電子手表和控制桿。

吳松如：ULP藍(lán)牙為新型無線應(yīng)用打開了一扇門，這些應(yīng)用具有極大的市場潛力。

鑒于ULP藍(lán)牙希望在圍繞個人的網(wǎng)絡(luò)中獲得成功，因而可以用來幫助運(yùn)動員提供訓(xùn)練數(shù)據(jù)(心跳，速度，加速度等)，以監(jiān)測其進(jìn)展并促進(jìn)運(yùn)動員提升成績。“例如，運(yùn)動員的鞋子可以跟他/她的手表對話，提供速度和距離的數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)最后還可以傳送到計算機(jī)中進(jìn)行分析?！彼{(lán)牙芯片供應(yīng)商CSR公司中國區(qū)總經(jīng)理吳松如博士表示。 綜合來說，ULP藍(lán)牙的優(yōu)點在于技術(shù)簡單易行，能夠幫助客戶將產(chǎn)品迅速上市，同時能夠迅速高效地傳輸少量數(shù)據(jù)，成本費(fèi)用要比標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙低，甚至將標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙和ULP藍(lán)牙融合也不會增加成本。相對來說，它仍然有一些不適合大量無線傳感器和控制操作領(lǐng)域的缺點，但卻是ZigBee的專長，包括：10米或以內(nèi)的規(guī)定距離、缺乏網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)能力以及有限的節(jié)點數(shù)目。 兩大支持陣營勢均力敵 從發(fā)展歷程來看，ZigBee V1.0標(biāo)準(zhǔn)從確立到現(xiàn)在，兩年多的時間內(nèi)，ZigBee聯(lián)盟的隊伍迅速壯大，已經(jīng)有超過200個遍布全球的聯(lián)盟成員，產(chǎn)業(yè)環(huán)境日漸成熟。目前市場上主要的ZigBee芯片提供商主要有TI/Chipcon、Ember、Jennic(捷力)、飛思卡爾、Microchip這幾家，他們已陸陸續(xù)續(xù)推出了ZigBee的產(chǎn)品及解決方案。 自2006年2月收購Chipcon以來，TI就在ZigBee領(lǐng)域深耕不懈，今年初的一次展會上還展示了其先進(jìn)的ZigBee應(yīng)用模式，尤其在家庭聯(lián)網(wǎng)自動化方面，將ZigBee系統(tǒng)級芯片集成到手機(jī)中，實現(xiàn)100米內(nèi)無線開啟家門等應(yīng)用。最新的CC2430是其第三代產(chǎn)品，為單芯片方案，批量售價低于4美元，在單個芯片上集成了ZigBee RF前端、128KB閃存/8KB RAM以及8051MCU。 Microchip目前提供的是雙芯片Zigbee解決方案，配對MRF24J40 IEEE 802.15.4無線收發(fā)器和Microchip的PIC(r)微控制器，為客戶提供最大的靈活性，最好地滿足系統(tǒng)性能、存儲器和外設(shè)的需求。據(jù)悉，MRF24J40無線收發(fā)器系列已投入批量生產(chǎn)，該產(chǎn)品系列包括免費(fèi)ZigBee軟件堆棧、應(yīng)用筆記和開放工具。 Caldwell表示：“我們還提供給客戶以其他選擇。對于規(guī)模較小的網(wǎng)絡(luò)，使用免費(fèi)MiWi協(xié)議的應(yīng)用將占典型Zigbee應(yīng)用所用存儲空間的80%以下。因此，MiWi協(xié)議棧是對于想要運(yùn)用IEEE 802.15.4，同時是小型的、對成本敏感的應(yīng)用來說是一個好選擇?！? 另外，飛思卡爾也打出了“一站式”解決方案的口號，即提供從傳感器、MCU到RF器件和軟件的一整套面向各類Zigbee應(yīng)用的平臺方案。該MC1322x平臺包括一個32位MCU和一個完全符合IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)器，以及不平衡變壓器和射頻(RF)匹配組件——所有這些都集成到一個小巧的矩柵陣列(LGA)封裝中，幾乎可以徹底消除對外部射頻組件的需求。該平臺解決方案還支持可以將節(jié)點之間的數(shù)據(jù)速率提高到每秒2Mbps的TurboLink技術(shù)模式。 相比ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的成熟，ULP藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)起步較晚。盡管Wibree于2001年開始在諾基亞研究中心開發(fā)，但直至今年6月13日才被納入藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)，從而該技術(shù)作為超低耗電量藍(lán)牙技術(shù)成為藍(lán)牙開放標(biāo)準(zhǔn)的一部分。 雖然起步晚一點，可成長速度將可能比較快。通過利用消費(fèi)者對藍(lán)牙技術(shù)的高度認(rèn)知性(全球達(dá)86%)、藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟其下的眾多成員，及其成功開發(fā)的技術(shù)及認(rèn)證機(jī)制，這項超低耗功耗的解決方案將會更快速并以極低的成本被業(yè)界及消費(fèi)者接受。今年3月，ABI Research公司短距無線服務(wù)部調(diào)研總監(jiān)Stuart Carlaw預(yù)測截至2012年，應(yīng)用ULP藍(lán)牙技術(shù)將造就4.32億美元及8.09億出貨量的商機(jī)。他表示：“我們深信ULP藍(lán)牙是一項獨(dú)特的科技，并能在醫(yī)療、運(yùn)動健身設(shè)備等藍(lán)牙技術(shù)涉足的市場領(lǐng)域大顯身手，而這些市場極為巨大且相對而言未經(jīng)開墾?！? 目前，ULP藍(lán)牙陣營的參與者不僅包括CSR、Broadcom、愛普生、Nordic、意法半導(dǎo)體、TI等領(lǐng)先半導(dǎo)體供應(yīng)商，更重要的是包括諾基亞這樣大型的終端設(shè)備制造商的支持。這些公司都已致力于ULP藍(lán)牙的兼容性規(guī)格極功能，在其各自的領(lǐng)域進(jìn)行案例定義，而且一些設(shè)備、鐘表和接入系統(tǒng)制造商也將加入該規(guī)格的最終確定。技術(shù)規(guī)格一旦被最終確定，ULP藍(lán)牙技術(shù)將經(jīng)過SIG被業(yè)界廣泛使用。據(jù)悉，標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙與ULP藍(lán)牙的整合工作現(xiàn)已開始，第一版技術(shù)規(guī)格預(yù)計將于2008年上半年發(fā)布。 不僅如此，參與者CSR還積極宣布將與眾多領(lǐng)先廠商一起測試業(yè)內(nèi)首款ULP藍(lán)牙芯片，該款融合了標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙和ULP藍(lán)牙的單芯片將于2008年推出市場。吳松如表示：“依據(jù)我們以前在CMOS的藍(lán)牙單芯片、WiFi、藍(lán)牙多媒體SoC等成功經(jīng)驗，以及與SIG深厚的合作關(guān)系，相信這款兼容兩種標(biāo)準(zhǔn)的芯片能夠很快面市，而且與標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙芯片價差幾乎為零。下一步，我們還將開發(fā)ULP藍(lán)牙的單芯片?！绷硗猓琋ordic也表示將于2008年下半年推出ULP藍(lán)牙的單芯片產(chǎn)品。 未來是并存還是融合？ 對于兩種技術(shù)的未來發(fā)展前景，業(yè)內(nèi)人士有兩種截然不同的觀點，一派認(rèn)為兩者屬于互補(bǔ)關(guān)系，未來將保持并存狀態(tài)；另一派則認(rèn)為兩者之間差異不大，未來將面臨許多市場的直接競爭，不排除出現(xiàn)融合的可能，甚至由新的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)來取代。

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大多數(shù)供應(yīng)商都認(rèn)為兩種技術(shù)本身的差異性決定了他們的定位市場有些不同。Nordic大中華及南亞區(qū)域銷售經(jīng)理陳志謙認(rèn)為：“ULP藍(lán)牙是一種相對簡單的技術(shù)，同時它是用非常標(biāo)準(zhǔn)和成熟的平臺推廣出去，應(yīng)用起來一定比較快，ULP藍(lán)牙將會因為藍(lán)牙的成熟而帶來一定的利益。但ULP藍(lán)牙和ZigBee始終針對的市場和客戶群不同，前者主要面向個人用戶，例如應(yīng)用于PDA、手機(jī)或者筆記本電腦，而后者則在于家庭網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)領(lǐng)域。因此，我認(rèn)為未來幾年兩者將并存?！? 他相信，目前采用Nordic非標(biāo)準(zhǔn)無線網(wǎng)絡(luò)解決方案的客戶例如PC周邊的無線鼠標(biāo)、鍵盤、USB產(chǎn)品以及玩具等應(yīng)用，將在ULP藍(lán)牙芯片推出后迅速切換到新的開放式標(biāo)準(zhǔn)中?！拔覀兾磥淼哪繕?biāo)市場是運(yùn)動器材市場和PC周邊?！标愔局t繼續(xù)表示，“奧運(yùn)會不僅帶出運(yùn)動的商機(jī)，高檔玩具和電動游戲產(chǎn)品也有很大市場潛力?！? Microchip的Caldwell也持同樣認(rèn)為：“無線市場正開始迅速擴(kuò)張，市場應(yīng)該支持這兩個標(biāo)準(zhǔn)，每個技術(shù)都可望有自己的一席之地。ZigBee和Wibree無意互通，它們是兩種不同的標(biāo)準(zhǔn)，并會繼續(xù)保持獨(dú)立。” 擁有ZigBee、低功耗RF以及移動連接等領(lǐng)域領(lǐng)先技術(shù)的TI也并不認(rèn)為ULP藍(lán)牙將于ZigBee展開競爭?！皬挠猛旧蟻碚f，藍(lán)牙ULP即使能夠在手機(jī)中配備，但也不可能應(yīng)用于ZigBee瞄準(zhǔn)的大廈管理、家庭自動化。TI目前著手開發(fā)ULP藍(lán)牙和ZigBee兩種技術(shù)，就是認(rèn)為兩種技術(shù)在用途上能夠起到互補(bǔ)作用。(在雙方用途部分重合的)手機(jī)等領(lǐng)域說不定會采用ULP藍(lán)牙和ZigBee雙芯片?！币虼俗罱﹂_發(fā)兩種類型的ULP藍(lán)牙解決方案：一是面向手表、傳感器以及其他微小型器件的單模技術(shù)；二是面向同時與單模和手持終端等傳統(tǒng)藍(lán)牙設(shè)備通信的雙模技術(shù)。 不同于上述觀點，吳松如認(rèn)為，盡管ZigBee和ULP藍(lán)牙在諸多技術(shù)細(xì)節(jié)上有所不同，"但兩種技術(shù)實際上要推廣的終端客戶差異不大，之前ZigBee的目標(biāo)市場也是運(yùn)動鞋、手表和傳感器等，所以兩者其實很接近。" 他解釋說：“在電子產(chǎn)業(yè)歷史中，同一個市場很難并存兩個相似的標(biāo)準(zhǔn)。所以從長遠(yuǎn)來看，最終可能只剩下一個。用ULP藍(lán)牙取代ZigBee不是沒有可能，有待于SIG如何把ULP藍(lán)牙提升到越來越接近于ZigBee所能達(dá)到的功能，同時還有賴于ULP藍(lán)牙產(chǎn)品是否能如期做出來并且滿足設(shè)想的性能?！? ULP藍(lán)牙的優(yōu)勢除了基于藍(lán)牙這個非常標(biāo)準(zhǔn)和成熟平臺，能夠快速推廣并獲得終端制造商和用戶的采納之外，還有兩大重要優(yōu)勢。一是其低成本，ULP藍(lán)牙設(shè)備可采用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)CMOS加工技術(shù)制造。由于通信時間要求不如標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙那樣緊迫，因此可以采用較低成本的晶體制造，這使得ULP藍(lán)牙在外部材料的成本費(fèi)用方面就要比標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙低。“標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙與ULP藍(lán)牙融合不會增加成本將對移動電話制造商具有不可抗拒的吸引力，而這將會促進(jìn)那些蓄勢待發(fā)的各種應(yīng)用迅速出現(xiàn)?！眳撬扇缯f。 二是兼容性很強(qiáng)?！癝IG能夠把Wibree納入藍(lán)牙體系將極大地保證兼容性，一個兼容性不佳的產(chǎn)品即便再便宜也沒有價值。”他說，“過去我們在筆記本、鼠標(biāo)、USB、耳機(jī)、手機(jī)等終端市場都全面拓展，并擁有眾多大型客戶，為解決不同品牌和不同設(shè)備間兼容性問題奠定了很好的基礎(chǔ)，對于ULP藍(lán)牙也是一個優(yōu)勢?！?