智能電網(wǎng)的全面實(shí)施將需要數(shù)百萬(wàn)個(gè)無(wú)線連接來(lái)監(jiān)控和控制家庭，企業(yè)辦公系統(tǒng)和工廠內(nèi)工業(yè)系統(tǒng)中的設(shè)備。 ZigBee在提供這些連接方面處于領(lǐng)先地位，但不太可能有單一技術(shù)解決方案。意思是，所有替代方案--ZigBee，藍(lán)牙和專(zhuān)有解決方案 - 必須一起發(fā)揮。幸運(yùn)的是，供應(yīng)商提供了大量的信息，文檔，應(yīng)用說(shuō)明，參考設(shè)計(jì)和評(píng)估套件，以幫助您入門(mén)。

在住宅市場(chǎng)中，為智能電網(wǎng)提供優(yōu)化公用設(shè)施所必需的數(shù)據(jù)操作將涉及使用無(wú)線家庭局域網(wǎng)（HAN）的家庭內(nèi)部以及家庭和智能儀表之間的短距離通信。 ZigBee似乎正在成為美國(guó)HAN的首選無(wú)線技術(shù)，因?yàn)橐呀?jīng)有超過(guò)5000萬(wàn)臺(tái)基于ZigBee的智能電表正在簽約。

ZigBee的快速啟動(dòng)歸功于ZigBee聯(lián)盟決定將其智能能源概況與UtilityAMI定義的OpenHAN規(guī)范精確對(duì)齊，UtilityAMI是由公用事業(yè)承包商協(xié)會(huì)（UCA）工作組開(kāi)發(fā)的先進(jìn)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施。

然而，設(shè)計(jì)師應(yīng)注意，幾乎可以肯定ZigBee需要在家庭自動(dòng)化市場(chǎng)中與藍(lán)牙，Wi-Fi和Z-Wave等專(zhuān)有產(chǎn)品交換信息。與所有技術(shù)部署一樣，贏家通吃場(chǎng)景極不可能，家庭自動(dòng)化的使用場(chǎng)景在網(wǎng)絡(luò)需求方面有很大差異。

盡管如此，ZigBee聯(lián)盟已經(jīng)認(rèn)證了大約十幾個(gè)符合其Smart Energy Profile的產(chǎn)品，包括來(lái)自Black and Decker，LG Electronics和NetGear的ZigBee到以太網(wǎng)橋的產(chǎn)品。

雖然它仍處于開(kāi)發(fā)游戲的早期階段，但ZigBee芯片供應(yīng)商是忙著發(fā)布應(yīng)用筆記并調(diào)整他們用于智能電表設(shè)計(jì)和家庭能源網(wǎng)關(guān)的開(kāi)發(fā)工具。

設(shè)計(jì)資源

飛思卡爾半導(dǎo)體視頻產(chǎn)品培訓(xùn)模塊是對(duì)ZigBee設(shè)計(jì)理念的一個(gè)很好的介紹。 它概述了IEEE 802.15.4和ZigBee技術(shù)，并討論了它們的特性和優(yōu)勢(shì)。

飛思卡爾最近通過(guò)推出全面的家庭能源網(wǎng)關(guān)參考平臺(tái)鞏固了其在HAN市場(chǎng)的地位，該平臺(tái)采用飛思卡爾的MC13224V ZigBee無(wú)線電芯片作為關(guān)鍵部件。圖1顯示了包含所有可選功能的框圖。

圖1：飛思卡爾的家庭能源網(wǎng)關(guān)平臺(tái)包括一個(gè)微電網(wǎng)接口。

參考平臺(tái)旨在圍繞HAN快速啟動(dòng)設(shè)計(jì)。這包括一個(gè)基于飛思卡爾i.MX283應(yīng)用處理器的控制板，該處理器運(yùn)行與智能電表，家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，寬帶IP網(wǎng)絡(luò)，用戶界面和微電網(wǎng)發(fā)電單元的連接接口。

Texas Instruments HAN策略包括為設(shè)計(jì)人員提供使用其ZAP（ZigBee應(yīng)用處理器）框架更快地編寫(xiě)復(fù)雜的ZigBee Smart Energy應(yīng)用程序的選項(xiàng)。關(guān)鍵組件是TI的第二代ZigBee片上系統(tǒng)解決方案，其中包含核心ZigBee Pro堆棧，并向主處理器公開(kāi)了幾個(gè)API接口，用于配置堆棧和數(shù)據(jù)傳輸。

其他公司為ZigBee智能家居設(shè)計(jì)提供幫助 - 但通常規(guī)模較小 - 包括Atmel，Jennic和Microchip Technology。他們的方法可能更適合有限范圍的設(shè)計(jì)需求。恩智浦半導(dǎo)體最近通過(guò)收購(gòu)Jennic，提供了幾款基于ZigBee無(wú)線芯片的模塊。 JN5139-001-M/00R1T是一個(gè)包含天線的示例。

Atmel創(chuàng)建了許多應(yīng)用筆記和參考設(shè)計(jì)，其ZigBee焦點(diǎn)包括一個(gè)參考設(shè)計(jì)，演示天線分集是如何形成的采用AT86RF231收發(fā)器實(shí)現(xiàn)。類(lèi)似地，Microchip已經(jīng)發(fā)布了幾個(gè)ZigBee應(yīng)用筆記，包括其ZigBee/IEEE 802.15.5收發(fā)器系列（包括MRF24J40）的專(zhuān)有ZigBee協(xié)議的描述。

然而，認(rèn)為這是錯(cuò)誤的。 ZigBee將是家庭自動(dòng)化市場(chǎng)中唯一使用的無(wú)線協(xié)議。

例如，Z-Wave是一個(gè)專(zhuān)有系統(tǒng)，其芯片和模塊由Sigma Designs提供，提供與ZigBee相同的功能。其第三代單芯片解決方案ZW-0301嵌入了Z-Wave網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)堆棧。閃存也適用于原始設(shè)備制造商，用于嵌入自己的應(yīng)用軟件。

除了專(zhuān)有解決方案之外，HAN（ZigBee占據(jù)強(qiáng)勢(shì)地位）將通過(guò)PAN（個(gè)人局域網(wǎng)）使用來(lái)補(bǔ)充例如當(dāng)一個(gè)人進(jìn)入房間時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟加熱或空調(diào)的情況。在這些手機(jī)啟動(dòng)的應(yīng)用中，藍(lán)牙低功耗將占據(jù)上風(fēng)。

競(jìng)爭(zhēng)也將來(lái)自至少一種有線技術(shù)。具體而言，IEEE最近批準(zhǔn)了其IEEE 1901寬帶電力線（BPL）標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)幾乎不受干擾和RF屏障（例如墻壁）的影響。當(dāng)然，寬帶方面（高達(dá)500 Mbits/s）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出HAN可能需要的范圍，但它的安裝成本也很低，并且沒(méi)有可見(jiàn)的電線。