3、協(xié)議特性比較

　　針對物聯(lián)網(wǎng)設計的無線傳輸協(xié)議應主要關注互操作性、網(wǎng)絡傳輸性能、有效載荷數(shù)據(jù)與幀長度比、安全性、可用性和成本等幾個方面，下面從這幾個層面針對Zigbee（主要指目前使用廣泛的Zigbee協(xié)議，不包括2013年初發(fā)布的Zigbee-IP協(xié)議）與Jennet-IP的主要區(qū)別進行分析：

　　（1）互操作性

　　互操作性是選擇一個無線傳輸協(xié)議時的主導因素。從技術角度分析，具有可互操作的裝置之間應用程序不需要受到物理鏈路層數(shù)據(jù)包發(fā)送約束條件的限制。Zigbee協(xié)議在兩個802.15.4節(jié)點之間定義底層鏈接，之后再定義上層應用，也就是說，Zigbee設備可以與跟它運用相同配置環(huán)境（參照藍牙通信）的Zigbee設備進行互操作。而Jennet-IP協(xié)議基于6LoWPAN，支持通過一個簡單的橋接設備實現(xiàn)與其他無線802.15.4設備以及其他任何IP網(wǎng)絡鏈接設備進行互操作，但建立Zigbee與非Zigbee網(wǎng)絡之間則需要一個更加復雜的過程。

　　綜上所述，基于IP協(xié)議的Jennet-IP允許建立與其他IP網(wǎng)絡鏈接的端到端傳輸，而Zigbee協(xié)議需要特殊定制的網(wǎng)關協(xié)議才能實現(xiàn)與非Zigbee協(xié)議之間的網(wǎng)絡傳輸。

　　（2）網(wǎng)絡傳輸性能

　　IEEE 802.15.4網(wǎng)絡中的IPv6協(xié)議運行，主要需要解決兩個問題：

　　一方面，802.15.4協(xié)議物理層幀長度能夠支持最多127個字節(jié)，然而IPv6協(xié)議的報頭長度就需要40個字節(jié)，另外再算上MAC層、安全、傳輸層等報頭，剩下的留給應用層使用的報文長度將非常有限；

　　另一方面，在IPv6協(xié)議中，規(guī)定最小的MTU值是1280個字節(jié)，也就是說IP層只能將數(shù)據(jù)包分到最小1280個字節(jié)中。如果鏈路層所能支持的MTU小于1280個字節(jié)，那么，鏈路層就要自行完成報文分片以及重組。針對這一問題，6LowPan工作組增加了一個適配層的設計，完成將IPv6數(shù)據(jù)包適配到規(guī)定的物理層以及鏈路層的工作，同時能夠完成報文分片以及重組，解決了以上問題。另外，在Jennet-IP協(xié)議中規(guī)定了如何對IPv6的報頭進行無狀態(tài)壓縮，從而減小IPv6協(xié)議的載荷量。

　　而對于Zigbee協(xié)議，由于采用非IP傳輸，網(wǎng)絡傳輸?shù)亩x則比較簡單，不存在以上問題。

　?。?）有效載荷數(shù)據(jù)與幀長度比

　　比較802.15.4 Zigbee和Jennet-IP時必須熟悉數(shù)據(jù)包格式和系統(tǒng)開銷，因為這直接關系到的網(wǎng)絡縮放和有效載荷數(shù)據(jù)占數(shù)據(jù)幀的比例。雖然有多種其他的形式，但典型的配置如圖1所示。

?

　　Fctrl：幀控制位字段

　　Dep：目的端點

　　Clst：群標識符

　　Prof：配置標識符

　　Sep：源端點

　　APS:APT計數(shù)器（防止重復序列）

　　可見，通過6LoWPAN的鏈接的IP路由不一定需要額外的6LoWPAN層標識信息，有效減少了數(shù)據(jù)包開銷，并釋放更多有效載荷數(shù)據(jù)空間。此外，一個典型全功能Zigbee協(xié)議棧內(nèi)核有90Kb大小，而Jennet-IP僅需30Kb。

　?。?）安全性

　　Zigbee和Jennet-IP均內(nèi)含AES128加密，這是IEEE802.15.4標準的一部分。

　　AES有三種秘鑰長度，128位、192位、256位，與DES數(shù)據(jù)加密算法比較，具有安全性強、性能更優(yōu)、效率高、更為易用和靈活等特點，相對而言，AES的128位秘鑰比DES的56位秘鑰要強1021倍，算法主要包括三個方面：輪變化、圈數(shù)和密鑰擴展，IEEE802.15.4標準將AES128加密作為硬件加密標準算法。另一方面，Zigbee和Jennet-IP也支持登錄申請驗證，可依托網(wǎng)關設備完成驗證、過濾、屏蔽等功能，區(qū)別在于Jennet-IP較Zigbee更容易完成對網(wǎng)關設備的配置和管理。

　　綜上所述，基于IEEE802.15.4標準的無線傳輸協(xié)議本身擁有完善的硬件加密體系，結合協(xié)議自身協(xié)議的特點，還能夠針對傳輸?shù)钠渌h(huán)節(jié)添加安全措施。區(qū)別在于基于IP協(xié)議的無線協(xié)議在操作和使用上更為便捷。

　?。?）可用性和成本

　　目前芯片市場上大部分主流芯片廠商都發(fā)布有可集成Zigbee協(xié)議棧的產(chǎn)品，并提供基礎組網(wǎng)協(xié)議和例程代碼。但由于Zigbee協(xié)議的公開性以及其自身并非對整體協(xié)議進行強制性規(guī)范，致使各個廠商所使用的協(xié)議都有所差別，不同廠商設備之間的通信存在障礙，這在一定程度上也限制了協(xié)議的普遍推廣和發(fā)展。

　　而Jennet-IP是由恩智浦半導體（NXP）主導的產(chǎn)品，對物理層和鏈路層協(xié)議進行標準化和模塊化定義，可以保證網(wǎng)絡層和應用層能夠調(diào)用不同底層設備進行通信。同時，Jennet-IP特別致力于照明領域，所以在照明應用上較為領先。當然，如果在綜合應用上說，其在推廣方面目前略遜于Zigbee，目前還有諸如Archrock和Sensinode等幾家公司產(chǎn)品支持6LoWPAN協(xié)議。

　　4、結論

　　綜上所述，基于I P 協(xié)議的Jennet-IP更具吸引力，源于其與當前主流IP網(wǎng)絡以及新一代互聯(lián)網(wǎng)簡便的互操作性能以及底層協(xié)議的標準化便于上層應用的開發(fā)，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｈ欢斍癦igbee協(xié)議仍然占據(jù)著低功耗無限局域網(wǎng)的主導地位，并已經(jīng)形成了很多工業(yè)化應用，但如果不解決網(wǎng)絡互操作性和底層設備兼容性的問題，Zigbee協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)標準化的過程中就無法立足。

　　從物聯(lián)網(wǎng)低功耗傳輸協(xié)議發(fā)展來看， 雖然Zigbee協(xié)議發(fā)展較早，但由于其早期建立的目的是解決無線個域網(wǎng)絡傳輸問題，致使其著眼點主要集中在低功耗無限局域網(wǎng)絡的搭建，沒有考慮到與其他網(wǎng)絡的通信問題，使其協(xié)議架構并不十分符合當前物聯(lián)網(wǎng)對傳輸協(xié)議的要求，無法兼顧網(wǎng)絡間通信和底層設備的兼容性，而以Jennet-IP為代表兼容6LoWPAN的協(xié)議則不存在這些問題。另外，Zigbee聯(lián)盟在2013年初基于其智能能源系統(tǒng)推出了兼容IP的Zigbee-IP協(xié)議，可見協(xié)議間的融合是低功耗無線局域網(wǎng)的整體發(fā)展趨勢。

　　智能照明作為智慧工程一個重要組成部分也將以物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎，而物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必定是以標準化為基礎，以應用為核心，多系統(tǒng)間傳輸協(xié)議的統(tǒng)一對物聯(lián)網(wǎng)整體推進有著重大意義。因此，越早對傳輸協(xié)議進行標準化，對智能照明和智慧工程的推廣越有利，擁有從底層、傳輸協(xié)議到應用完整解決方案的智能照明服務提供商在未來照明市場將會具有極強的競爭力。