LED智能照明无线传输的两种协议对比

　　智能照明的出现伴随着物联网、LED照明、无线通信等技术的发展，其典型特征是照明设备的单独可控、方便灵活的场景设定，并且可以与其他智能化信息系统进行无缝对接（如智能传感网、安全监控网、智能能源网等），以新颖的呈现模式满足不同的智能化照明需求，因此，智能照明系统需要提供方便易操作的系统升级改造方案，以适应需求的不断变化，而低功耗无线通信控制系统是其中关键的一环。

　　智能照明作为智慧工程重要组成部分，也是物联网体系中一个较好的应用呈现形式。以基于低功耗无线传输的智能照明解决方案将是未来发展趋势，目前市场环境日趋成熟，相关标准的建立将是推动智能照明市场发展的助力。

　　目前在低功耗无线传输领域所使用的协议有很多，还未形成统一的传输规范。下面以两个当前主流低功耗无线传输协议Zigbee和Jennet-IP的比较为例，对低功耗传输协议的特点和发展方向进行分析。

　　1、Zigbee协议

　　Zigbee协议具有体积小、成本低、功耗小以及传输速率低等特点，是由摩托罗拉（美国）、三菱（日本）、飞利浦（荷兰）、英维斯（英国）等公司于2002年共同提出并研发的低功耗无线通信协议。

　　Zigbee协议的网络层和媒体接入层以IEEE802.15.4协议作为协议标准，IEEE 802.15.4协议是由IEEE 802无线个域网（WPAN，Wireless PersonalArea Network）小组（成立于2000年12月）于2003年12月正式发布的，包括其物理层和MAC层所采用的协议标准。Zigbee联盟于2004年 12月在IEEE802. 15. 4定义的物理层（PHY）和媒体接入层（MAC）的基础上定义了网络层和应用层，从而发布了Zigbee无线通信协议。

　　（1）Zigbee无线通信协议的主要应用特征有以下几点：

　　①功耗低：与其他无线网络协议相比，Zigbee协议设备的功耗极低，因此设备寿命延长很多；

　　②可靠性强：Zigbee协议具有避免碰撞的机制，通过采用专用时间间隙方法，避免在发送数据过程中出现冲突；另外，在传输中采用自动路由的模式，提高了传输可靠性；

　　③传输率低：Zigbee协议支持的传输速率范围为10kb/s～250kb/s；

　　④传输时延小：Zigbee协议对时间延迟要求高的应用做了优化，使得通信延时大大缩短，另外，Zigbee协议设备从睡眠状态下激活的时间也降低了很多；

　　⑤支持节点数量多：理论上Zigbee协议网络最多可支持65000个节点的容量；

　　⑥安全性强：Zigbee协议可以针对具体应用的需求，提供相应的安全机制，在CCM模式下采用AES.128算法对数据进行安全保护。

　　（2）Zigbee协议整体的结构主要包括物理层（PHY）、媒体接入层（MAC）、网络/安全层以及应用框架层。

　　①PHY层主要负责控制无线收发器的开启与关闭、信道选择、能量检测、链路质量、通过物理媒体发送和接收数据包等；

　　②MAC层主要负责信道接入、发送确认帧、时隙管理、信标管理、发送连接及断开连接请求等，另外，还为合适的安全机制提供支撑，比如，免碰撞载波侦听多址访问（CSMA-CA）、时间同步信标可选超帧结构；

　　③安全层主要负责密钥管理、存取等功能；

　　④网络层主要负LR-WPAN网的组网、数据等；

　　⑤应用框架层主要负责提供应用软件接口（API），以便在应用层实现设备管理，另外，应用层还可为实际应用提供应用框架模型，以便开发应用。