作者：Mark Grazier，德州儀器 (TI) 低功耗 RF 產品營銷人員

關鍵詞：低功耗 RF、Zigbee、Zigbee 智能能源、802.15.4、德州儀器、TI

由于為綠色能源市場的產品開發提供了巨大機遇，目前的經濟環境已經改變了無線開發商的設計前景。對于那些考慮在其綠色設計中使用諸如 ZigBee®、6LoWPAN、ISA SP100.11a 和 Wireless HART (WHART) 等低成本射頻系統行業標準協議棧的無線設計人員來說，新的經濟環境提出了許多行業標準可行性相關問題。隨著對綠色技術需求的不斷增長，互操作性將會成為無線技術大規模市場部署的關鍵。

案例研究能源

In-Stat 公司（http://www.in-stat.com）預計，自動抄表 (AMR) 和智能能源將會成為 802.15.4 和 ZigBee 無線傳感器網絡的主要應用。

對于近距離無線能源監控和控制器件的需求在過去幾十年呈爆炸式增長；但是，大量新系統都設計了專有編碼，從而完全阻隔了通向互操作性的道路。由于一些有遠見人士（例如：Enernex 公司董事長兼首席技術官 Eric Gunther）的努力，以及奧巴馬政府對于推進美國能源獨立的承諾，讓行業參與者一起努力推動節能這一共同目標的實現。美國電力科學研究院 (EPRI) 較近與美國國家標準與技術研究院 (NIST) 訂立合同，旨在制定一個電能“智能電網”構架和初始關鍵標準的藍圖。在其一篇名為“在美國加州規劃并實施智能電網”的報告中，Eric 重點闡述了為什么我們應該考慮使用行業標準的一些主要原因：

• 對幾乎完整解決方案標準的一致共識
• 避免重新發明汽車輪子
• 學習行業較佳實踐
• 降低集成成本
• 防止單個廠商壟斷
• 各大廠商共享巨大的市場

行業標準不會扼殺創新；制定這些標準的目的是加快設計過程，并將解決方案放到市場中迅速實施。行業標準構建一種推動企業更快地走向創新的創新文化，而不是讓一些公司產生只讓其指定公司和市場受益的專有編碼層。

各種聯盟的幫助

Zigbee 聯盟案例研究

2009 年 4 月 27 日，Zigbee 聯盟宣布其會整合互聯網工程工作小組 (IETF) 的全球 IT 標準。利用 IT 標準，那些已經使用成熟的 Zigbee 智能能源公共應用方案開發的產品可以用于進一步推動為美國智能電網而開發的家庭局域網 (HAN) 應用的迅速增長。通用使用基于相同 IT 標準的產品，電表可以利用許多器件來監控關鍵的能源消耗，這些器件包括負載控制傳感器、溫度傳感器、戶外照明傳感器，以及冰箱、采暖通風和空調系統 (HVAC)、泵和照明系統的電流監控器等等。低成本的能源顯示器單元將允許用戶監控這類活動，或者把它留給機器對機器 (M2M) 設備以擺脫關鍵峰值時間期間的需求。例如，洗衣機和烘干機等非關鍵工作可以在晚間運行，其電費成本從 0.35 美元千瓦小時降到 0.07 美元千瓦小時。由于關系業主的安全和職責問題，我們整夜都開著機場、城市摩天大樓的車庫以及大型商場的偏遠停車場的照明燈，而現在是該改變這種觀念的時候了。如果我們運用一些使用公共協議（例如：6LoWPAN、Zigbee、SP100 和 WHART 網絡等）的智能運動探測傳感器和定時器，這樣只有在有人出現時燈才會亮起，結果會是怎樣呢？

和關注綠色能源市場的其他半導體公司一樣，TI 致力于利用較廣泛的協議棧來解決用戶的問題。與其他 ZigBee 聯盟會員公司早期設計人員一樣，TI 看到了對于降低承建商照明系統安裝成本的簡單方法的需求。通過與其他第三方咨詢機構和商業樓宇自動化公司的力量聯合來建立技術工作組，Zigbee 聯盟消除了各自為陣的思想，軟件開發商不再開發不與任何其他器件通信的專有軟件。互操作性是無線技術大規模市場部署的關鍵。另一個優勢是行業標準無線系統為承建商節省安裝成本。就一個典型的有線辦公安全系統安裝而言，安裝成本的 50% 以上是過墻布線：一種典型無線設備辦公安裝的 ROI 被一部分有線安裝成本抵消。在有線環境中，還要花錢來改變傳感器位置。我們都知道通過軟件升級來升級已部署產品的問題。Zigbee 聯盟在開發整合諸如無線下載 (OAD) 等特性集的網絡軟件上花費了大量時間。OAD 允許使用現場安裝智能能源計量表等終端產品，并使用操作指令遠程更新，從而可以遠程安裝一些新的軟件功能，無需承建商驅車前往計量表現場來更新這些特性集。

進入到 2010 年，標準協議的特性集將被集成到越來越多的終端器件中，同時NIST、EPRI  和 IETF 的共同努力將會幫助各大公司更快地將產品投入市場，而這些產品擁有比以前任何時候都更多的功能和更高的互操作性。正如空間競賽將一些簡單的產品（例如：特氟綸和晶體管收音機等）帶給普通家庭一樣，集成傳感器技術將會把消費類和工業解決方案推向市場，從而降低未來十年的能源消耗。

參考文獻

如欲了解低功耗無線與 Zigbee 解決方案的更多詳情，敬請訪問： www.ti.com/cc2530-ca。

作者簡介

Mark Grazier 現任 TI 產品營銷與低功耗 RF 解決方案全球第三方項目經理，主要負責協調無線客戶與 TI 第三方合作伙伴，以解決“客戶的問題”。Mark 畢業于美國西點軍校 (United States Military Academy, West Point, New York)，獲理學士學位，后又畢業于馬薩諸塞大學洛厄爾分校 (University of Massachusetts, Lowell)，獲 MBA 學位。Mark 還是 EnOcean 聯盟、Zigbee 聯盟以及 IPSO 聯盟的會員。