原创 ZigBee谁笑到最后

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ZIGBEE主要竞争对手分析

吴线     2007年5月24日

一ZigBee无线技术一鸣惊人 

ZigBee是一种崭新的，专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术。也是目前嵌入式应用的一个大热点。 

ZigBee的特点主要有以下几个方面：  

1 低功耗。在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月，甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比较，蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。  

2 低成本。通过大幅简化协议（不到蓝牙的1/10），降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且ZigBee免协议专利费。  

3 低速率。ZigBee工作在250kbps的通讯速率，满足低速率传输数据的应用需求。  

4 近距离。传输范围一般介于10～100m之间，在增加RF发射功率后，亦可增加到1~3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。  

5 短时延。ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3~10 s、WiFi需要3 s。  

6 高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。 

7 高安全。ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。  

8 免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz(全球) (ISM)频段。 

ZigBee在2004年推出2004（ZigBee1.0）的基础上，年前又推出了功能更加强大的ZigBee2006协议栈，增加了ZigBee PRO扩展指令集，功能更加强大； 

据行家分析，ZigBee技术将在无线数传、无线传感器网络、无线实时定位、射频识别、数字家庭、安全监视、无线键盘、无线遥控器、无线抄表、汽车电子、医疗电子、工业自动化等方面得到非常广阔的应用。目前有个口号“WIRELESS ANY WHERE”要实现这个口号的目标，ZigBee技术的广泛应用可能是一个重要的前提。

正是因为ZigBee具有广阔的市场前景，所以引来了全球众多厂商的青睐，纷纷推出各种ZigBee无线芯片，无线单片机，ZigBee开发系统。形成了百花争艳的市场局面，这种局面，对应降低芯片价格，丰富ZigBee技术的应用软件，加快ZIGBEE技术普及，是大有好处的事情。

在这众多的技术和厂商中，谁能够在激烈的竞争中胜出，目前网上很少有文章谈起，我们愿意出来抛砖引玉，谈谈我们的看法。

二 ZigBee斗法的交点在哪里？ 

    由于ZigBee技术是目前嵌入式应用的大热门，所以目前全世界很多公司陆续投入这个市场，市场上各种ZigBee的技术方案五花八门、争奇斗艳。但俗话说“外行看热闹，内行看门道”。以我们比较专业的眼光看来，这其中主要的关键如下：

       1、争夺使用自己的微处理器 

这是因为，每个方案的提供商（这里主要指是ZigBee芯片供应商），无不追求一个“利”字。这些厂商为了推销自己的微处理器，想尽了一切办法。他们千方百计的推销自己公司的硬件平台，自己的编译调试系统。像FREESCAL 公司推销的是自己的68系列处理器，使用的是以68微处理器为核心的MC1321X单芯片系统。EMBER公司，也是采用的自己的16BIT RISC处理器。TI也希望推销自己的CC2420+MSP430系统。

2、争夺使用自己的ZigBee协议栈 

ZigBee技术的核心是几万行ZigBee/802.15.4 C51源代码，这些源代码和ZigBee无线单片机内核配合，完成数据包装收发、校验、各种网络拓扑、路由计算等复杂的功能。正是因为这个协议栈是ZigBee技术的核心，所以大家争夺激烈。

3、比拼芯片的最后成本 

ZigBee是一个应用非常广泛的技术，就硅片而言，成本都非常低，关键在需要大量客户来进行广泛应用。生产数量大，才能降低成本，所以大家一定要来拼芯片的价格，ZigBee未来目标芯片价格是低于一美元，这里谁能作到？ 

4，比拼开发工具的方便性和开发工具（包括开发软件）的低价格。

ZigBee是一项非常复杂的技术，开发工具和软件需要大量的人力和物力来开发，必然导致开发工具的昂贵。那么谁的开发工具价格低，容易使用，软件丰富，谁就能争取到更多的客户支持，具有更大竞争力。

三主要ZigBee芯片供应商ZigBee方案竞争能力比较 

目前市场上主要ZigBee芯片提供商（2.4GHZ），主要有：TI/CHIPCON、EMBER(ST)、JENNIC(捷力)、FREESCALE、MICROCHIP四家。

目前ZigBee技术提供方式有三种： 

       1) ZigBee RF+MCU  例如：TI CC2420+MSP430 、FREESCLAE MC13XX+GT60 、MICROCHIP MJ2440+PIC MCU。

2)单芯片集成SOC 如：TI CC2430/CC2431(8051内核)  、FREESCALE  MC1321X 、EM250。

3)单芯片内置ZIGBEE协议栈＋外挂芯片JENNIC SOC+EEPROM、EMBER 260+MCU。

主要四个公司按上述几方面分析如下： 

A)微处理器： 

除了CC2430/CC2431外，其他四家公司都是采用自己的微处理器。只有CC2430/CC2431采用标准的8051处理器。

该项评分：CC2430/CC2431胜出

因为：8051微处理器诞生30多年，目前在国内最为普及。大学中专，都有广泛的课程，各种参考书，到处都有。开发软件KEIL、 IAR已被大家熟悉，用起来最顺手。

有言论说8051“老了” 怕不能担当此重任，也有言论说8051会产生数字噪声，影响无线通讯… 以专家的眼光看，这些都是没有科学依据的说法。随着芯片科技的发展，今天的8051早已经脱胎换骨，只是片上系统(SoC)的一小部分，而且在低功耗、高速度、低噪声等方面，有了质的飞跃。CC2430/CC243的8051内核经过特别设计，可以和2.4GHZ的ZigBee无线收发电路完美的配合工作，绝不会因为其8051内核的高速运行而对高频无线通讯有任何影响。

采用从8051对用户而言好处如下: 

1、无需重新学习微处理器结构原理,无需重新熟悉编译/调试工具；

2、对片上系统的I/O，定时器，A/D，PWM，看门狗等等，也无需重新学习；

3、如果你没有单片机的基础，学起来也非常容易，也容易找到人请教、交流；

从技术眼光看，ZigBee技术的核心是软件。如果MCU是8051，则ZigBee是由C51代码组成的一堆软件而已。无论是无线数据传输、路由算法、网络拓扑….都是各种函数的组合、代码组合。任何人熟悉C51编程，就很容易熟悉ZigBee的代码，同时将自己的应用代码和ZigBee结合在一起。

这对应初次进入无线领域的工程师而言，如果选择自己不熟悉的处理器，在进行开发时，既要面对复杂的ZigBee无线通讯协议，超高频的硬件环境，再加上完全陌生的指令系统，硬件平台，无疑对开发ZigBee是“雪上加霜”。

B)ZigBee协议栈 

     目前TI 提供CC2430/CC2431 ZIGBEE2006协议栈，全套协议栈原来报价10万人民币，目前已经开放免费下载，这是一个巨大的惊人之举。虽然开放下载的协议栈是库文件，但是全功能，包括网状网络拓扑的全功能协议栈，从10万到零，将其他对手远远抛在后面。

    如果需要进行教学研究，无线龙通讯可以提供全部C51源代码的精简版协议栈。

    其他几家情况如下： 

    FREESCALE  BEE KIT   3个月自动失效（需要购买正版1200美元，才能使用）。

    EMBERR    ZIGBEE 2006    报价：10，000美元。

    MICROCHIP  免费源代码，  但是只支持PIC和MJ2440芯片。

该项评分：CC2430胜出。

C ZigBee芯片的最后成本 

CC2430、CC2431是全部方案中，唯一一个包括FLASH存储器＋MCU+ZigBee RF全全集成，真正的单芯片解决方案。

JENNIC的“单片机”只有ROM(只读存储器)，芯片内部没有存放用户程序的地方，系统必须要外加一个EEPROM。你的全部程序必须存储在外部的EEPROM中，如果你使用这样的无线单片，最大的问题是不能对你自己开发的代码加密，任何人可以从外部EEPROM轻易中获得你辛辛苦苦开发的代码。

FREESCALE 的单芯片是采用两个硅片和SIP技术共同包装，在大量生产情况下，肯定不能和单芯片方案竞争。

在芯片最后成本竞争中，CC2430取胜是必然，因为只有CC2430真真能作到一个芯片解决战斗！芯片价格必然最低！ 

D 开发工具的方便性和开发工具（包括开发软件）的低价格 

CC2430原产开发工具CC2430ZDK报价原来10,000美元，目前下降到2000美元。但是国内无线龙通讯科技公司，已经将全套CC2430/CC2431开发工具（包括USB仿真器，精简版ZigBee协议栈，兼容ZigBee2006，两个ZigBee无线模块，全套开发软件 ）C51RF-3-CS降低到了不到人民币2000元以下(1888元人民币)。

和其他解决方案比较，开发容易，CC2430/CC2431在开发系统的性能，容易使用，全免费2006协议栈包括全新ZigBee PRO指令集等全新高级功能。

成都无线龙通讯科技公司是国内最早投入ZigBee技术开发的先锋，在两年前和CHIPCON同步推出了国内第一个CC2430/CC2431开发系统，目前国内外有大量客户群，并批量装备了清华大学，浙江大学，成都电子科技大学等重点大学相关实验室。

经过多年的努力创新，成都无线龙通讯科技公司不仅推出了多种高级ZigBee教学平台，开发工具，还和北航合作，出版了无线单片机技术丛书，其中第三本《ZigBee无线网络入门与实战》是国内第一本实战ZigBee的教材。其包括了CC2430中文详细介绍，ZigBee技术介绍，C51RF-3开发工具介绍等，为入门复杂的ZigBee技术，架设了理想的桥梁。

    该项评比：仍然是CC2430胜出。

结束语：

归纳起来，采用通用MCU，免费全开放全功能协议栈，正真低价格单芯片，廉价高性能开发系统，各种学习教材和培训，未来ZigBee中，谁能胜出，谁将笑到最后，大家可以自己来判断。 

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