ABI Research的报告，无线传感器网络(WSN)市场目前处于发展的初期阶段，从2007年开始应该逐渐展现其真正的潜力。许多WSN系统芯片被封装在模块之中，这些模块可能含有额外的电路、堆叠网络层软件和天线。OEM可以利用这些器件使其产品支持WSN，而不必对射频工程了解太多，也不需要进行广泛的测试。无线传感器网络中的许多器件使用的正是符合IEEE 802.15.4物理射频标准的芯片，包括ZigBee协议，以及类似的、与之构成竞争的Zensys公司的Z-Wave和SmartLabs公司的Insteon，这三种技术都争相打入住宅无线传感器网络，争夺对家庭自动化市场的控制权。
未来ZigBee解决方案将是整合度更高的单芯片方案
家庭自动化是一个新兴市场，非常适合ZigBee应用。“家庭自动化是一个热门话题，人们希望有一种通用监控解决方案，ZigBee技术可能是最佳选择，ZigBee标准已经定义了针对照明设备和电器的协议，供开发者生产产品和解决方案。该市场规模巨大，可能包括万能遥控器制造商，以及灯和传感器等终端产品的制造商。” 飞思卡尔半导体无线及移动系统部市场经理邝景亮接受采访时说。此外，我们还将看到上千个新的应用机会，在应用不断扩大的同时，市场也对于ZigBee技术提出了更高的要求，包括更紧凑的SoC综合方案、更容易的开发环境、超过500个节点的网状网络支持、提升到20年以上的超长电池寿命以及安全因素等。ZigBee兼容的产品能在全球各地运行在无需授权的频带，包括2.4GHz(全球)、915MHz(美洲)和868MHz(欧洲)。
TI低耗电产品线亚洲区总监赵健民介绍说：“ZigBee是第一种用于传感器与制动器等监测和控制应用的开放无线标准。ZigBee采用网格网络(mesh network)分布式网络架构，可提供多条传输路径，故能提高网络的可靠性和扩展性。网格网络分布式网络架构的自我修复能力同时能使ZigBee网络稳定可靠，亦即网络只要包含足够的路由器节点，就算某个路由器节点发生问题，例如操作环境包含WiFi等同样使用ISM频带的干扰源，数据仍能经由其它路径抵达目的地，ZigBee网络即可稳定工作。”
除了提供稳定的双向与多点通讯能力，ZigBee技术还具有灵活的自适应性和扩展性，因此不需要复杂的服务器等设备。全功能设备(FFD)和简化功能设备(RFD)是任何ZigBee网络中的唯一组成部分。网络组成部分只需通过增加更多的FFD或者RFD就能扩展，它为各种应用提供了巨大的灵活性。此外，有别于一般红外或自有射频无线通讯解决方案的是，这种建构于IEEE 802.15.4物理射频标准之上的无线技术能够解决不同制造商产品之间的互操作能力。
Z-Wave则是另一种900MHz的网格网络无线技术，被作为ZigBee的替代技术用于照明和家庭自动化而推广。目前得到了英特尔的声援和资助，该公司加入了Z-Wave Alliance家庭自动化组织，这是ZigBee Alliance的死对头。同时，英特尔对Z-Wave网格网络技术开发商Zensys进行了战略投资。此外，英特尔还对Z-Wave联盟的成员iControl进行了投资，该公司是一家软件和服务平台开发商，旨在降低家庭和商业远程监控的成本壁垒。Zensys于2005年推出了面向Z-Wave通信的ZW0201芯片，并声称该芯片较低成本下的更高性能将令Z-Wave成为家庭自动化的事实标准。
英特尔风险投资副总裁及其旗下数字家庭基金总经理Curt Nichols表示：“这是我们在家庭控制与自动化方面的第一笔投资。我们选中Zensys是因为它有现成的产品，具有成本效益，而且可以互操作。依托Z-Wave联盟，它们全部通力合作，背后有许多公司的支持。”据Zensys的市场副总裁Steve Troyer透露，合伙人希望将Z-Wave及其射频网格与控制功能融入到英特尔的Viiv数字家庭娱乐平台内。
不过，尽管Z-Wave阵营虎视眈眈，加上有行业巨头英特尔的鼎立相助，但是目前看来无论是影响力还是产业生态的完整性，ZigBee都绝对领先。家庭自动化和住宅无线传感器网络将成为今后ZigBee的主要应用市场。TI的赵健民表示：“无线嵌入式监测与控制网络市场未来几年将出现爆炸性成长，其中典型应用领域包括家庭与商业大楼自动化、环境监控以及其它感测与控制应用。ZigBee是唯一为了满足这些系统要求而发展的无线网络标准。”
总计超过50个成员、包括众多半导体厂商、家电厂商、通讯设备商、IP服务提供商以及OEM厂商组成的ZigBee Alliance(ZigBee联盟)这样期许ZigBee的未来：需以5美元以下的价格提供全套软硬件，切入能源监控、机电控制、照明控制、家庭安全和射频遥控等具体应用。据邝景亮介绍，在不同地区有大量应用在采用ZigBee解决方案，目前基于ZigBee协议的照明和电器方面的产品已经上市，制造商开始努力向大量市场销售此类产品。
他指出：“虽然这需要一个学习曲线的过程，但我预计这不会需要太长的时间。中国人乐于接受新事物，特别是那些能够有利于改善生活标准的新事物。”在飞思卡尔的客户名单中，目前已经有Hawking Technologies和Crabtree Electronics推出针对家庭住宅安全/监测的ZigBee系统方案，另有Nesa、松下、NEC Engineering和台湾仁宝也推出蜂窝平台和个人医用检测等系统方案。
厂商积极推出各类紧凑型解决方案
未来ZigBee解决方案将是整合度更高的单芯片方案，ZigBee的生产成本将下降至1美元的芯片目标价，以及2美元的模块目标价。与其它无线技术不同的是，ZigBee的商业化步伐显得更为快速，产品发展路线主要由ZigBee Alliance内的几个核心成员主导。如TI和飞思卡尔等均可以提供全面的一站式解决方案，包括射频、协议栈、MCU、开发套件和认证测试以及其他广泛的第三方技术生态系统，这些支持使OEM客户能快速将产品推向市场。
家庭自动化将是ZigBee技术的主要应用场合
系统单芯片是目前各厂商主推的解决方案，也是一个重要的发展趋势。这种高度集成的方案可为系统省下可观的BOM成本，因此它对ZigBee市场的重要性将与日俱增。另外，系统单芯片还有其他几项优点，例如电路板更小、组装测试更简单、可靠性更高以及更有效隔绝外界的噪声。 ZigBee系统单芯片将射频收发器整合成为微控制器的外围单元，这项重要特性使得系统单芯片的应用开发比多芯片解决方案更为容易。”TI的赵健民指出。
该公司的CC2430即是一款真正的CMOS系统单芯片解决方案，专为2.4GHz ISM频带ZigBee无线应用提供所需的高效能、低成本和低耗电功能。CC2430结合经过验证的高效能2.4GHz DSSS无线电收发器核心以及精简、高效率并通过业界验证的8051微控制器，包含8Kbyte RAM内存和强大的外围模块，并有32、64或128kByte内置闪存等三种不同组件可供选择，方便设计人员在复杂性与成本之间做出最佳取舍。CC2430采用小型7×7mm 48引脚封装和标准0.18微米CMOS技术，使数字基频处理、射频与模拟电路以及系统内存整合在同一个硅芯片上。
赵健民介绍，CC2430把整合式模块、四种操作模式和不同的电源设定方式结合在一起，还提供非常快速的模式切换时间，这些优点将CC2430的耗电降至最低。在数字部分，CC2430利用时脉门控减少动态耗电，并将闲置模块的电源切断以减少静态(漏电)功耗。“CC2430不仅有杰出的射频与低耗电效能，还提供充裕的处理能力和内存以支持几乎所有的ZigBee或类似ZigBee的无线网络节点，包括协调装置、路由器和终端设备。”他说。
CC2430是一套成本极低的解决方案，OEM厂商只要把它当成系统里的主动装置，就能轻松、快速并可靠地开发出复杂的无线网络产品，进而将上市时程和生产成本减至最少。此外，TI还在今年六月宣布推出业界首款带硬件定位引擎的片上系统(SoC)解决方案CC2431，以满足低功耗ZigBee(r)/IEEE 802.15.4无线传感器网络应用的需求。这款来自Chipcon产品系列的器件可满足多种应用要求，此外，TI领先的ZigBee协议栈Z-StackTM还提供有关支持。 [Page]
在飞思卡尔的产品线方面，现有的飞思卡尔ZigBee产品和解决方案MC1319x和MC1321x系列能够满足所有应用需求。飞思卡尔的最新ZigBee解决方案是在MC1319x系列基础上构建的。MC1320x是符合IEEE(r) 802.15.4的下一代无线系列产品，保持了应用设计的出色射频性能和灵活架构。其增强特征包括Tx/Rx开关集成和外部组件减少，从而减少了BOM和总开发成本。这些无线产品均支持飞思卡尔广泛使用的软件堆栈选件、简单MAC(SMAC)、802.15.4 MAC和完整ZigBee堆栈。
最新推出的给人印象最深的系列产品是采用SiP封装的MC1321x系统。这种器件将MC9S08GT MCU与MC1320x收发器集成到一个9×9mm的LGA封装中。该系列提供的三种内存配置包括16字节至60字节的闪存。下一代解决方案将为高端应用提供更多功能。“MC1321x系列是我们的第二代单芯片MCU＋RF modem解决方案。开发的时候它可能需要RF能力。第三代MC1322x已经发布，并向主要OEM提供。Platform in Package(TM) (PiP)包括RF modem＋MCU SoC，多数RF前端无源元件都放入了一个单一封装之中。客户只需要投入最少的硬件开发工作。”该公司的邝景亮介绍说。
飞思卡尔还在去年6月宣布推出无线连接工具包BeeKit。其开发环境可为客户提供简化的开发流程，加快客户产品的面市。BeeKit提供一个易用的界面和框架，使开发人员能为点对点、802.15.4和ZigBee应用配置各种参数。邝景亮表示：“除了硅解决方案之外，飞思卡尔还准备提供一站式采购的ZigBee解决方案，其中包括硅、软件和参考设计。其优势在于能缩短产品开发周期，加快客户产品的面市速度。”他还透露，ZigBee2006标准已经在2006年末发布。包括飞思卡尔在内的四个标准厂商(golden unit)已在2007年初完成了兼容测试。“ZigBee平台提供商和认证机构已准备好为制造商生产ZigBee产品提供服务。我们预计未来几个月内有关的产品将会上市。”他说。
由于不甘心做热门市场的旁观者，另一半导体巨头瑞萨科技目前也正在集中力量进军ZigBee芯片组领域，这一举措可能会改变该公司此前与飞思卡尔、TI以及ZMD的协定。以往，瑞萨只为ZigBee市场提供MCU。据知情人士透露，该公司的MCU以组合方式，连同飞思卡尔、TI和ZMD各自的ZigBee射频芯片组及相关器件一起供应给OEM。
现在，瑞萨正在考虑通过自行开发MCU和ZigBee射频芯片组乃至单芯片器件，为系统厂商提供完整的解决方案。该公司计划开发900MHz和2.4GHz频段的器件。一方面，瑞萨获得了ZMD的RF IP(采用802.15.4协议)授权，该举措将使瑞萨能够在2008年开发出自己的900MHz频段的ZigBee芯片组。 届时，瑞萨将提供双芯片解决方案，即自己的ZigBee芯片组和MCU。据瑞萨科技美国公司系统LSI业务部行销总监Ritesh Tyagi称，瑞萨还计划在2009年开发出基于ZigBee芯片组和控制器的900MHz频段单芯片解决方案。
无线能量传输有望解决WSN供电问题
低耗电是许多ZigBee系统的关键，因此减少主动电流消耗对ZigBee系统单芯片就显得格外重要。另外，超低耗电睡眠模式以及缩短从模式切换的所需时间也同样重要。例如ZigBee照明开关这种典型的ZigBee终端设备多半是在无信标(non-beacon)模式操作，而且只会在使用者按下按钮等中断事件发生时传送数据。若想延长电池寿命，在制定ZigBee系统单芯片的规格以及开发ZigBee系统单芯片时应注意其睡眠模式汲取的电流必须很小。赵健民表示：“TI低耗电无线部门拥有丰富的无线电技术知识，使TI发展出接收、发射和节点处于关机模式时都很省电的无线电。TI的ZigBee解决方案发射时间很短，可立即切换到耗电几乎为零的关机模式，大幅延伸使用电池的系统寿命。”
不过，尽管现在已经能够达到20年以上的超长无线节点电池寿命，尽管进一步降低耗电是目前看起来仍然可行的改善手段，但却不是最终的和最好的办法。麻省理工学院(MIT)最近公布的一项研究似乎为解决这一难题带来了福音。该学院的研究人员正在对一项技术加以完善，他们表示，通过利用全向无线能量信标(power beacon)，该技术能够以无线方式对无线传感器网络中的节点电池充电。MIT的技术名为“非辐射共振能量传输”，该学院表示，这一技术利用了全方位能量信标，既不浪费能源，也不需要实体电缆线。来自能量信标的电力会穿越一切物体，但是其通过共振能量天线所设定的目标会和能量信标频率保持一致。这就好比一根钥匙和一把锁，发射器和接收器都调谐到同样的MHz频率，让能量可以传输到同一个预定目标。
