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标题: 无线传感器网络标准化进展与协议分析（2） [打印本页]

作者: yuyang911220 时间: 2017-3-22 19:12 标题: 无线传感器网络标准化进展与协议分析（2）

(3)家用射频(HomeRF)技术
家用射频工作组(Home Radio Frequency Working Group，HomeRF WG)成立于1998年3月，是由美国家用射频委员会领导的，首批成员包括：英特尔、IBM、康柏、3Com、飞利浦(Philips)、微软、摩托罗拉等公司，其主旨是在消费者能够承受的前提下，建设家庭中的互操作性语音和数据网络。家用射频工作组于1998 年即制定了共享无线访问协议(Shared Wireless Access Protocol SWAP)，该协议主要针对家庭无线局域网。该协议的数据通信采用简化的IEEE 802.11协议标准，沿用了以太网载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)技术;其语音通信采用DECT(Digital Enhanced Cordless Telephony)标准，使用时分多址(TDMA)技术。家用射频工作频段是2.4GHz，最初支持数据和音频最大数据的传输速率为2Mbps，在新的家用射频2.x 标准中采用了WBFH(Wide Band Frequency Hopping 宽带跳频)技术，增加跳频调制功能，数据带宽峰值可达10Mbps，已经能够满足大部分应用。
2000年左右家用射频技术的普及率一度达到45%，但由于技术标准被控制在数十家公司手中，并没有像红外技术一样开放，特别是802.11b标准的出现，从2001年开始，家用射频的普及率骤然降至30%，2003年家用射频工作组更是宣布停止研发和推广，曾经风光无限的家用射频终于退出无线个域网的历史舞台，尤如昙花一现。
3. 路由及高层标准
在前面讨论的底层标准的基础之上，已经出现了一些包括了路由及应用层的高层协议标准，主要包括zigbee/IEEE 802.15.4、6LowPAN、IEEE1451.5(无线传感通信接口标准)等，另外，Z-Wave联盟、Cypress (Wireless USB传感器网络)等也推出了类似的标准，但是在专门为无线传感器网络设计的标准出来以前，zigbee无疑是最受宠爱的，也受到了较多的应用厂商的推崇，这里简单介绍一下。
(1) zigbee协议规范
zigbee联盟成立于2001年8月，最初成员包括：霍尼韦尔(Honeywell)、Invensys、三菱(MITSUBISHI)、摩托罗拉和飞利浦等，目前拥有超过200多个会员。zigbee 1.0(Revision 7)规格正式于2004年12月推出，2006年12月，推出了zigbee 2006(Revision 13)，即1.1版，2007年又推出了zigbee 2007 Pro，2008年春天又有一定的更新。zigbee技术具有功耗低、成本低、网络容量大、时延短、安全可靠、工作频段灵活等诸多优点，目前是被普遍看好的无线个域网解决方案，也被很多人视为无线传感器网络的事实标准。
zigbee联盟对网络层协议和应用程序接口(Application Programming Interfaces，API)进行了标准化。zigbee协议栈架构基于开放系统互连模型七层模型，包含IEEE 802.15.4标准以及由该联盟独立定义的网络层和应用层协议。zigbee所制定的网络层主要负责网络拓扑的搭建和维护，以及设备寻址、路由等，属于通用的网络层功能范畴，应用层包括应用支持子层(Aplication Support Sub-layer，APS)、zigbee设备对象(zigbee Device Object，ZDO)以及设备商自定义的应用组件，负责业务数据流的汇聚、设备发现、服务发现、安全与鉴权等。
另外，zigbee联盟也负责zigbee产品的互通性测试与认证规格的制定。zigbee联盟定期举办ZigFest活动，让发展zigbee产品的厂商有一个公开交流的机会，完成设备的互通性测试;而在认证部分，zigbee联盟共定义了3种层级的认证：第一级(Level 1)是认证物理层与介质访问控制层，与芯片厂有最直接的关系;第二级(Level 2)是认证zigbee 协议栈(Stack)，又称为zigbee兼容平台认证(Compliant Platform Certification);第三级(Level 3)是认证zigbee产品，通过第三级认证的产品才允许贴上zigbee的标志，所以也称为zigbee标志认证(Logo Certification)。
协议芯片是协议标准的载体，也是最容易体现知识产权的一种形式。目前市场上出现了较多的zigbee芯片产品及解决方案，有代表性的包括：Jennic的JN5121/JN5139，Chipcon的CC2430/CC2431(被TI收购)及Freescale MC13192，Ember的EM250 zigbee等系列的开发工具及芯片，表 1对这些芯片指标进行了比较。

(2) IEEE 1451.5标准
除了以上两种通用规范以外，在无线传感器网络的不同应用领域，也正在酝酿着特定行业的专用标准，如电力水力、工业控制、消费电子、智能家居等。这里以工控领域为例简单讨论一下IEEE1451.X，当然工业标准纷繁复杂，最近正在制定专门面向工业自动化应用的无线技术标准ISA SP100，有很多中国工业及学术界同仁努力参与了该标准的制定工作。

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