智能電網(wǎng)的全面實施將需要數(shù)百萬個無線連接來監(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，藍牙和專有解決方案 - 必須一起發(fā)揮。幸運的是，供應(yīng)商提供了大量的信息，文檔，應(yīng)用說明，參考設(shè)計和評估套件，以幫助您入門。

在住宅市場中，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HAN的首選無線技術(shù)，因為已經(jīng)有超過5000萬臺基于ZigBee的智能電表正在簽約。

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

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

盡管如此，ZigBee聯(lián)盟已經(jīng)認證了大約十幾個符合其Smart Energy Profile的產(chǎn)品，包括來自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)計和家庭能源網(wǎng)關(guān)的開發(fā)工具。

設(shè)計資源

飛思卡爾半導(dǎo)體視頻產(chǎn)品培訓(xùn)模塊是對ZigBee設(shè)計理念的一個很好的介紹。 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。

飛思卡爾最近通過推出全面的家庭能源網(wǎng)關(guān)參考平臺鞏固了其在HAN市場的地位，該平臺采用飛思卡爾的MC13224V ZigBee無線電芯片作為關(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)平臺包括一個微電網(wǎng)接口。

參考平臺旨在圍繞HAN快速啟動設(shè)計。這包括一個基于飛思卡爾i.MX283應(yīng)用處理器的控制板，該處理器運行與智能電表，家庭自動化系統(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)計人員提供使用其ZAP（ZigBee應(yīng)用處理器）框架更快地編寫復(fù)雜的ZigBee Smart Energy應(yīng)用程序的選項。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，并向主處理器公開了幾個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)計需求。恩智浦半導(dǎo)體最近通過收購Jennic，提供了幾款基于ZigBee無線芯片的模塊。 JN5139-001-M/00R1T是一個包含天線的示例。

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

然而，認為這是錯誤的。 ZigBee將是家庭自動化市場中唯一使用的無線協(xié)議。

例如，Z-Wave是一個專有系統(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。

除了專有解決方案之外，HAN（ZigBee占據(jù)強勢地位）將通過PAN（個人局域網(wǎng)）使用來補充例如當(dāng)一個人進入房間時自動開啟加熱或空調(diào)的情況。在這些手機啟動的應(yīng)用中，藍牙低功耗將占據(jù)上風(fēng)。

競爭也將來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500 Mbits/s）遠遠超出HAN可能需要的范圍，但它的安裝成本也很低，并且沒有可見的電線。