一直以來，無線通信協(xié)議過于混亂都是阻礙物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一大因素。目前看來盡管我們無法將各式各樣的通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，但是我們可以另辟蹊徑，從中挑選出更適合物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)加以重用，并不停地改進(jìn)與完善。在這些標(biāo)準(zhǔn)中，呼聲最高的，除卻研發(fā)門檻較低的WiFi協(xié)議外，還有作為“后起之秀”，在安全性與功耗方面都具有良好表現(xiàn)的ZigBee協(xié)議。據(jù)悉，兩大協(xié)議在不久的將來均會(huì)推出更適合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新版本，這場(chǎng)協(xié)議之爭(zhēng)誰將獲勝，讓我們拭目以待!

觀點(diǎn)碰撞之正方：新版ZigBee協(xié)議將大幅度提升物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能效

近日，ZigBee聯(lián)盟宣布新版ZigBee互聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)定(IP)920IP已完成開發(fā)與測(cè)試，該標(biāo)準(zhǔn)是全球首個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)定第6版(IPv6)的無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)(MeshNetworking)解決方案，未來將應(yīng)用于低耗電量和低成本的家庭能源管理的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)設(shè)備中，提升物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的能效和互通性。

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、智能可穿戴設(shè)備的風(fēng)生水起，業(yè)內(nèi)對(duì)于低能耗傳感器及芯片等在連通性和兼容性方面有著迫切需求。對(duì)此ZigBee聯(lián)盟推出新協(xié)議920IP，旨在回應(yīng)日本總務(wù)省(MIC)指定920MHz用于家庭能源管理系統(tǒng)(HEMS)，并力推精簡(jiǎn)版ECHONET成為智能家居的標(biāo)準(zhǔn)。ZigBee聯(lián)盟已與日本電信技術(shù)委員會(huì)(TTC)和ECHONET聯(lián)盟達(dá)成協(xié)議，將一起推進(jìn)920IP協(xié)議的普及。

ZigBee推出新協(xié)議920IP

據(jù)悉，920IP協(xié)議將支援精簡(jiǎn)版ECHONET和HEMS。此標(biāo)準(zhǔn)通過增加網(wǎng)絡(luò)層、安全層及應(yīng)用程式框架，強(qiáng)化IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。此外，920IP協(xié)議基于標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，提供具備成本效益和節(jié)能的無線多跳躍 (Multi-hop)網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)，如6LoWPAN、IPv6、UDP及路由協(xié)議(RPL)。

另外，920IP協(xié)定也支援如傳輸層安全性-預(yù)先共享密鑰(TLS-PSK)、延伸認(rèn)證通訊協(xié)議(EAP)、 PANA(ProtocolforCarryingAuthenticationforNetworkAccess)、鏈路層訊框安全性 (LinkLayerFrameSecurity)等基于先進(jìn)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)-128-CCM演算法的安全和身分驗(yàn)證功能。

ECHONET協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人指出，精簡(jiǎn)版ECHONET將成為日本HEMS的應(yīng)用介面標(biāo)準(zhǔn);因而 ZigBee聯(lián)盟擁有精簡(jiǎn)版ECHONET及 920MHz選項(xiàng)后，可以預(yù)期未來在市場(chǎng)將擁有更高的互通性和普及性。日本電信技術(shù)委員會(huì)預(yù)期，ZigBee聯(lián)盟頒布的920IP將成為全球化標(biāo)準(zhǔn)，并在 發(fā)布后將帶動(dòng)能源管理解決方案遍地開花，以及擴(kuò)大在日本市場(chǎng)的滲透率。

據(jù)悉，日后更新920IP標(biāo)準(zhǔn)的工作將分別由OKI、NECEngineering、Ad-SolNissin、德州儀器(TexasInstruments)及SkyleyNetworks負(fù)責(zé)。

物聯(lián)網(wǎng)將改變未來生活

物聯(lián)網(wǎng)，顧名思義就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，它以互聯(lián)網(wǎng)作為核心和基礎(chǔ)，是在其基礎(chǔ)上進(jìn)行地延伸和擴(kuò)展出的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。而其用戶端可延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。

因此，物聯(lián)網(wǎng)可定義為通過裝置在各類物體上的射頻識(shí)別(RFID)、傳感器、二維碼等，經(jīng)過接口與無線網(wǎng)絡(luò)相連，從而給物體賦予“智能”，可實(shí)現(xiàn)人與物體的溝通和對(duì)話，也可以實(shí)現(xiàn)物體與物體互相間的溝通和對(duì)話，這種將物體聯(lián)接起來的網(wǎng)絡(luò)被稱為“物聯(lián)網(wǎng)”。

而目前正在普及的IPv6幾乎可以被認(rèn)為能夠支持無限數(shù)量的連接，因此通過傳感器網(wǎng)絡(luò)，物品間可以通過低能耗傳感器大量收集、傳輸、分析和分發(fā)數(shù)據(jù)，令家庭生活更為愜意。現(xiàn)在基于Zigbee、6LoWPAN和Z-wave標(biāo)準(zhǔn)的傳感器正在被大量地使用。

如Zigbee已經(jīng)被內(nèi)置在智能家電和智能電表中。6LoWPAN(基于IPv6)已經(jīng)被互聯(lián)網(wǎng)之父VintCerf用在了自家的酒窖溫度監(jiān)控系統(tǒng)中。Z-Wave則是Verizon智能家庭自動(dòng)服務(wù)的基礎(chǔ)。而目前還在源源不斷涌現(xiàn)出許多創(chuàng)新性使用方式。像荷蘭一家新興公司Sparked在奶牛耳朵上植入了傳感器，以監(jiān)控奶牛的健康與行蹤。傳感器還被內(nèi)嵌在鞋子中、哮喘噴劑等藥品中，以及研究性外科醫(yī)學(xué)設(shè)備中。

物聯(lián)網(wǎng)將智能連接世界

綜上，伴隨新ZigBee協(xié)議的亮相和其他逐步完善中的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議及應(yīng)用，令我們看到了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的廣闊空間，也為我們勾畫出全方位的智能連接世界的藍(lán)圖。期待更多更好的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品，在不久的將來能夠快速普及，在衣食住行等方面為人們帶來的便捷的應(yīng)用。

觀點(diǎn)碰撞之反方：物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議之爭(zhēng)，ZigBee希望渺茫

一家提供大樓自動(dòng)化控制解決方案的美國新創(chuàng)公司 Enlighted 技術(shù)部長(zhǎng)Tanuj Mohan表示，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)通訊協(xié)議的戰(zhàn)爭(zhēng)似乎沒有明顯的終結(jié)跡象;該公司自己開發(fā)了以802.15.4標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的通訊協(xié)議，認(rèn)為Zigbee 前景黯淡。

Mohan 指出，物聯(lián)網(wǎng)需要一系列與不同實(shí)體層網(wǎng)路搭配的開放性應(yīng)用程式界面(API)以及通訊協(xié)議;以這種模式，他認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)的角色應(yīng)該更像是IT網(wǎng)路。專長(zhǎng)網(wǎng)路技術(shù)的Mohan是Enlighted的共同創(chuàng)辦人，曾任職于Cisco、Novell以及Novell等網(wǎng)通設(shè)備大廠，并曾在Hughes開發(fā)多通訊協(xié)議路由器。

“任何人如果嘗試想在應(yīng)用層之上建立適用一切的實(shí)體層并以其為基礎(chǔ)推動(dòng)一個(gè)軟體堆疊，是行不通的。”Mohan表示，IP層與網(wǎng)路層應(yīng)該和媒介沒有交集，“最后一里”的通訊協(xié)議有一些戲份，但重要性不如人們所認(rèn)為的那么高;網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)采用哪一種通訊協(xié)議都無關(guān)緊要，因?yàn)槿魏吻闆r都會(huì)需要中介設(shè)備。

Mohan進(jìn)一步指出：“今日Zigbee是成本效益最佳的解決方案，不過未來Wi-Fi將會(huì)提供更清楚的解答。每過幾年就會(huì)有一個(gè)新的網(wǎng)路管理協(xié)議冒出頭來，例如SNMP或CORBA，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也將如此持續(xù)演進(jìn)，因此人們會(huì)需要開放性的API。”

而 Mohan也認(rèn)為，250 kbit/s速率的Zigbee標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大樓控制應(yīng)用來說速度太慢、又太復(fù)雜：“你不會(huì)希望網(wǎng)路成為瓶頸，但Zigbee是我所知速度最慢的通訊協(xié)議之一;它適合一些家用市場(chǎng)，但在商用領(lǐng)域是行不通的。Zigbee可能會(huì)應(yīng)用在一些大型建筑物，不過需要大量的人工支援以及客制化方案，所費(fèi)不小。”

Mohan舉例指出，如果有人正在使用Wi-Fi網(wǎng)路串流，以Zigbee控制的大門就可能開不了，使用者必須確認(rèn)每一層樓都是采用不同的無線通道：“你無法對(duì)現(xiàn)在的電氣技師銷售這樣的解決方案，因?yàn)樗麄儗?duì)于RF技術(shù)不夠精通。”

他認(rèn)為，Zigbee沒有從網(wǎng)路產(chǎn)業(yè)學(xué)到經(jīng)驗(yàn)，目前的發(fā)展需要太多人工支援，而且一直沒有脫離初期采用階段：“照明控制方案供應(yīng)商不了解他們需要的網(wǎng)路安全性，這種通訊協(xié)議會(huì)永遠(yuǎn)處于落后的狀態(tài);如果是讓Aruba、Cisco等系統(tǒng)廠商來主導(dǎo)Zigbee，他們會(huì)想辦法跑在前面。”

而 Mohan也表示，新興替代方案如6LoWPAN也不盡理想，因?yàn)榫W(wǎng)際網(wǎng)路協(xié)議(IP)的封包訊息表頭(packet header)占據(jù)太大頻寬：“IP并不是為了低頻寬應(yīng)用設(shè)計(jì)的，因此他們?cè)噲D改造它好讓它更具效益，不過我們需要有人能重頭通盤考量，也許把新的頻譜也納入。”

大樓控制領(lǐng)域的商機(jī)無限，Mohan估計(jì)，光是在美國就有高達(dá)8，000萬平方英尺的商業(yè)場(chǎng)所，而全球市場(chǎng)則是其兩至叁倍。考量到市場(chǎng)將有新一輪需求成長(zhǎng)，Enlighted在約9個(gè)月前籌募到了2，000萬美元資金：“我們需要在接下來幾年有爆炸性成長(zhǎng)。”

Enlighted 在市場(chǎng)上有不少大型老牌競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，例如Lutron以及現(xiàn)在收歸全球最大電氣承包商Legrand旗下的WattStopper;該公司希望能在運(yùn)動(dòng)傳感器資料收集分析方面取得優(yōu)勢(shì)。Mohan舉例說明，如果會(huì)議室里的投影機(jī)不知道跑哪去了，Enlighted能提供該裝置在大樓中的移動(dòng)路線動(dòng)畫，來協(xié)助判斷是誰拿走了：“這是我們的獨(dú)家技術(shù)。”

目前Enlighted正著手布建新應(yīng)用，例如利用來自現(xiàn)有使用者分析資料的 HVAC最佳化;該公司在2015年也打算建立新策略聯(lián)盟。 Enlighted一開始是采用電力線網(wǎng)路、乙太網(wǎng)路以及802.15.4無線網(wǎng)路來打造大樓控制網(wǎng)路，后來發(fā)現(xiàn)電力線與乙太網(wǎng)路成本高昂、耗電量又大，因此逐漸將主力放在802.15.4無線方案。

對(duì)更多頻寬的需求促使Enlighted開發(fā)自有的通訊協(xié)議，采用Atmel 整合式15.4芯片搭配自家數(shù)位訊號(hào)處理軟體。Mohan表示，他們所收集到的資料量比預(yù)期高出許多，不過也證明了15.4無線方案速率能超越250 kbit/s，因此他們開發(fā)了自家的無線通訊技術(shù);現(xiàn)在該公司正在等待某種方案能解決物聯(lián)網(wǎng)的互通性問題，無論誰勝出，他們已經(jīng)做好升級(jí)準(zhǔn)備。

WiFi未雨綢繆，瞄準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域制定新標(biāo)準(zhǔn)

另一方面，與Zigbee不同，相關(guān)業(yè)者已經(jīng)在積極擬訂更適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的無線通訊標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE 802.11ah，現(xiàn)有主要Wi-Fi芯片業(yè)者、電信設(shè)備業(yè)者均參與標(biāo)準(zhǔn)訂立，預(yù)計(jì)2016年完成正式版標(biāo)準(zhǔn)，甚至可能在2014年下半或2015年，即可見11ah草版標(biāo)準(zhǔn)的芯片與系統(tǒng)。

DIGITIMES Research檢視目前11ah的技術(shù)規(guī)格，發(fā)現(xiàn)11ah與現(xiàn)有11n、11ac等Wi-Fi技術(shù)有大程度差異，包含運(yùn)作頻段、通道使用頻寬、訊框格式、傳輸率、傳輸距離等均不相同。

11ah采用低于1GHz的頻段運(yùn)作，目標(biāo)是1公里以上的傳輸距離，且仍能有100kbps以上的傳輸率。相對(duì)的，11n、11ac是以約100公尺傳輸距離，在距離內(nèi)盡可能提升資料傳輸率。

11ah標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，將影響現(xiàn)有其他采行1GHz以下頻段傳輸?shù)臒o線技術(shù)，如ZigBee、Z-Wave，以及其他業(yè)者自行發(fā)展的技術(shù)，11ah有可能在某些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用情境中與這類技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，或必須與這類技術(shù)在同一場(chǎng)合中，相安共存運(yùn)作而不會(huì)互擾，并爭(zhēng)取取代其他相近技術(shù)，此將是11ah發(fā)展的課題與挑戰(zhàn)。