ZigBee產品紛紛出籠 硬體廠商策略聯盟合推解決方案

IEEE802.15.4/ZigBee是一種相當先進的短距離傳輸技術標準，從家用無線通訊規格HomeRF聯盟中所分出來，ZigBee聯盟成立於2002年，其成員包括IC設計、家電、通訊設備及玩具等廠商。就像ZigBee的標誌(Logo)所呈現，ZigBee聯盟以感測與控制為主要應用，而定義出簡單、成本低，又容易實現的無線通訊標準。  

ZigBee聯盟是由幾個主要的上、中游廠商所組成的非營利機構，負責ZigBee技術的標準制定與推廣，具有主導性的廠商包含Chipcon、飛思卡爾、BM Group、Ember、三星與飛利浦等。雖然各個會員代表平時會利用電子郵件或是電話會議的方式連繫，但仍須提供一個場合能讓大家彼此見面討論，也讓平時較少參與活動的其他會員能夠清楚了解聯盟運作的現況，因此ZigBee聯盟每季都會舉辦一次所謂的成員會議(Member Meeting)，提供大家面對面接觸的機會。另外，成員會議結束後，再緊接著舉行開放活動(Open House)，讓其他只對ZigBee有興趣的非會員廠商也能有機會了解ZigBee的發展現況。按照ZigBee聯盟的規畫，舉辦每次活動會類似奧運會，在每一洲輪流舉辦，例如，這次是在亞洲香港，下一次則排在歐洲米蘭，再下一次排在美國聖荷西，然後又會輪到亞洲的韓國首爾。據說，排定在韓國首爾的活動原預計在日本東京舉辦，但因為ZigBee頻段中的868MHz與915MHz未在日本開放，而日本政府又不願只因為活動而倉促開放此兩個頻段，因此才讓予韓國舉行。  

除了成員會議與開放活動外，ZigBee聯盟還會舉辦另一個活動，稱為ZigFest。ZigFest的主要目的是提供各廠商的產品能夠有互通測試的機會，可視為一個技術交流場合，所以大多數都由技術人員參與，這也可以看成類似USB的熱插拔大會。目前舉辦ZigFest的頻率是一年三次，同樣也會在亞洲、歐洲與美洲輪流舉辦。  

當然，為了推廣ZigBee，ZigBee聯盟也會盡量藉由其他場合來宣傳行銷，例如藉由Sensors EXPO或是Automation Society EXPO這類活動。  

成員會議負責研究議題表決提案  

此次在香港的活動由成員會議首先登場，在說明成員會議活動內容前，先來了解一下ZigBee聯盟的組織架構(圖1)。  

一般事務性的行政與管理部門不論是董事會、主席、秘書室等，大多為ZigBee聯盟幾個主要的促進業者(Promoter)所組成，主要負責ZigBee大方向的策略規畫與組織維持的工作。而真正的執行工作，則交由底下幾個工作小組(Work Group)所完成。  

這些工作小組大抵反映出標準的制定，如Application Framework Work Group & Profile Task Groups就是要負責ZigBee標準中應用層(Application Layer)規格的制定；Network Work Group負責網路層(NWK Layer)的制定；Security Work Group則是負責安全層(Security Layer)的制定。除應用層、網路層與安全層外，為了讓ZigBee系統也能與通訊協定(IP)網路連結，進而將ZigBee的應用範圍擴大，也產生了Gateway Work Group來負責研究與擬定ZigBee閘道器(Gateway)的規格；而Marketing Work Group則是負責推廣、行銷的工作，並且從市場中研究潛在客戶的需求，然後將訊息交由負責技術規格制定的其他工作小組，調整或改善ZigBee的技術規格；而Qualification Work Group則負責制定互通測試與認證的規格與測試案例。  

因此成員會議的參加者必須為會員，各工作小組會各自針對上次會議的研究議題、新的提案等作進一步討論，有了初步結論後，會跨小組協同討論，例如Network Work Group若討論出一個新規格，並與安全有關，或是會影響到安全的規範，就會和Security Work Group的成員一起開會討論，聽聽不同小組的意見，當沒有太大爭議後，就會進行投票表決，每家公司在每一個工作小組中都只有一個投票權，看似公平，但在討論過程中，主導性較大的幾家公司，彼此都會合作，因此，就非常容易影響標準規格的制定，其他小公司或是較少參與活動的成員，通常很難捍衛自己的提案。  

多家廠商展示ZigBee解決方案  

開放活動則是緊接在成員會議之後的宣傳與行銷活動，該場合是對外開放的展覽，所以大部分是提供ZigBee相關產品的廠商宣傳自家公司產品的活動。這次香港的開放活動算是歷年來最多廠商展示、最多人次參觀的一次，不過參展的廠商大多還是ZigBee解決方案的提供者，屬於整個產業的上游部分，但真正的應用產品，也漸漸出現。  

ZigBee解決方案的提供者，大致可簡單分為硬體與軟體的解決方案，當然有些硬體廠商也已經提供包含軟體的完整解決方案，反之，部分軟體廠商藉由與硬體廠商的策略聯盟，也達到具有軟硬體解決方案的目的。不過以硬體廠與軟體廠來區隔比較容易了解每家廠商的特性。  

Chipcon與摩托羅拉合作 開發定位加速引擎  

在前一陣子被國際晶片大廠德州儀器(TI)以高價購併的802.15.4射頻晶片廠Chipcon，在香港展覽當時，依舊以Chipcon的名義與會。在會中是由亞洲區分公司與台灣代理商禾伸堂一同參展，而展覽的主題，竟然不是讓大家等候已久的單晶片CC2430，而是加了特殊定位演算功能的CC2431。CC2431基本的架構與CC2430相同，都是內含8051微控制器(MCU)與CC2420射頻模組的單晶片，唯一不同之處，在於CC2431內含一個特殊的硬體加速電路，利用接收到周遭的參考節點(Reference Point)所發送的封包，來計算相對的位置，也就是說將定位應用的功能硬體化，所以過程中都在展示定位與追蹤的情境。  

而且，有趣的是，這個定位加速引擎是由摩托羅拉與Chipcon合作開發。因此，在Chipcon攤位的旁邊，摩托羅拉也展示同樣的定位功能，利用圖2的電子徽章載具，與周圍事先布建好的參考點，就能夠定位出現場散布在外的電子徽章的位置(圖3)，而且據說可以定位到約三公尺的精確度，而不論是Chipcon或是摩托羅拉的展示，都代表定位或是追蹤，將是ZigBee一個相當重要的應用，而國內的資策會也同樣開發出一套ZigBee Based的定位系統，相信這套系統也可以與摩托羅拉的方案媲美。只是，令人好奇的是，為什麼摩托羅拉不是將這個技術應用在自家的飛思卡爾？  

飛思卡爾展示USB模組及玩具  

說到飛思卡爾，在展覽現場飛思卡爾則是用另外一種創意來展現其ZigBee晶片與軟體的功能，除展示其ZigBee USB模組(圖4)外，同時也利用玩具來吸引大家的注意。來到飛思卡爾的攤位前，會以為來到前一陣子在台灣舉辦的玩具展，有遙控汽車，還有很受歡迎的史賓機器人，史賓機器人利用ZigBee來作為操控的無線介面。另外，飛思卡爾也利用ZigBee，將音樂以即時串流的方式從電腦下載至機器人上，因此，你可以看到史賓機器人一邊播放著音樂，一邊隨著音樂節奏舞動身軀，相當有趣。雖然，也許會有人覺得這些玩具展現的實用性不高，但重要的是，飛思卡爾欲展現的是ZigBee具有傳送音樂的能力，由此可知，ZigBee也具有搶攻語音(Voice)無線化市場的能力。  

達盛擁有ZigBee軟硬體自有技術能力  

國內的達盛電子也在現場展示其802.15.4晶片產品(圖5)，該公司是國內第一家推出802.15.4晶片產品的廠商，在現場除展示與Microchip合作的晶片模組外，同時也展示與資策會合作的ZigBee軟硬體解決方案，以及隨意網路(Mesh Network)功能，這也正式宣告台灣已經擁有ZigBee軟體與硬體的自有技術能力。  

Jennic以ZigBee模組 展現隨意網路  

而號稱是全世界第一家推出ZigBee系統單晶片(SoC)的廠商捷力半導體(Jennic)，在這一場盛會中，也由Jennic大中華區的代表參與活動，除利用802.15.4通訊協定的感測器展示外，另外，也有資策會協助開發的ZigBee通訊協定的展示(圖6)，在現場共利用10塊Jennic模組所展現的隨意網路功能也受到許多參訪者的注目。  

PDA/手機可藉SDIO卡 具備ZigBee功能  

日本在這次展覽中也展現其強大的晶片設計能力，其中OKI與瑞薩同時都展示各自的802.15.4晶片與開發模組(圖7)，此外，OKI並展示ZigBee SDIO卡，這表示目前只要有SDIO介面的平台，如PDA或手機，外加這張ZigBee SDIO卡後，就直接具備ZigBee功能。  

Ember聲勢浩大 積極與各廠商結盟  

Ember可說是這次會場中聲勢最浩大的一家公司(圖8)，嚴格來說，Ember原是一家無線感測網路軟體解決方案的知名公司。後來由Chipcon授權而獲得CC2420的智財(IP)，打上自家的品牌EM2420，隨後又與英國的射頻晶片設計公司合作，因而推出自己的單晶片，形成一家軟硬體完整解決方案的廠商。  

而且，Ember非常積極與許多廠商合作，推出真正的ZigBee產品，例如與韓國廠商NURI合推ZigBee自動讀表系統(AMR)(圖9)，以及刷卡機(圖10)，而且這些系統目前也確實應用在韓國某些地區。  

另外，在牆壁上裝設ZigBee控制開關或室內居家感測器(圖11)，都是目前Ember解決方案的實際應用產品。  

BM Group開發 ZigBee空調控制系統  

位於義大利米蘭的BM Group是全義大利第一個加入ZigBee聯盟的公司，目前也成為ZigBee的促進業者之ㄧ，該公司與802.15.4晶片廠、ZigBee通訊協定軟體廠合作，並自行開發上層應用系統，打上BM Group品牌，提供客戶從晶片模組、通訊協定，與不同應用系統的解決方案，而第一個開發出來的ZigBee產品為空調控制系統。  

MCU廠商加入ZigBee競賽  

除這些以802.15.4晶片為出發點的廠商外，也因為ZigBee具省電、低複雜度，及低成本等特性，也有一些原以8位元微控制器產品為主的廠商競相投入這塊市場中，例如原本與Chipcon射頻晶片搭配的Atmel，由於Chipcon未來將走向SoC模式，不再需要Atmel微控制器的配合，因此Atmel也自行開發射頻晶片，成為具備完整硬體解決方案的公司。  

另外一家國際知名微控制器廠商Microchip則是選擇與國內的達盛電子合作，並且自行投入開發ZigBee通訊軟體的部分，使其也成為ZigBee軟硬體的完整解決方案。不過這兩家在現場都只是偏向靜態展示。  

Daintree提供ZigBee網路分析工具  

在會場中，較少見到純粹以ZigBee相關軟體為產品的廠商。Daintree可算知名的ZigBee軟體開發公司，該公司的老闆為Qualification Work Group主席，是讓Daintree有名的原因之ㄧ，另一個原因則是其視窗化的ZigBee網路分析工具，被列為ZigBee認證過程中必備的工具。  

ETRI採用加速感測器 提供手勢辨識功能  

韓國ETRI攤位的展示品頗新鮮，其展示的主題是利用手勢的辨識功能，即內含有加速感測器(Accelerator)、ZigBee通訊模組的戒指，達到家電控制的目的(圖12)。  

當帶著這個戒指揮動手勢時，加速感測器就會有數值變化，然後再利用ZigBee把這些數值傳回到一台三星開發的媒體中心(Media Center)設備，並且進行資料分析，以判讀使用者的手勢變化，進而達到手勢辨識與控制功能，當然控制畫面也是由這台媒體中心處理，並顯示在液晶顯示器上。類似這種利用不同感測器，結合ZigBee的創新應用，相信也會不斷出現，帶給人們驚喜。  

當然，還有其他許多廠商提供ZigBee軟硬體解決方案，像是ZMD、Crossbow、赫立訊(Helicomm)、Korwin、UBIWAVE等，因為其產品與上述幾家公司的性質類似，在此就不再一一贅述。  

通過ZCP認證之五家平台 進行互通性展示  

在最後一天的開放活動中，ZigBee聯盟除了提供一個場合讓各家廠商展示產品、達到宣傳效果外，也同時舉辦一些與技術面較為相關的演講，讓大家更進一步認識ZigBee。  

此次在香港就安排兩場秀，邀請通過ZigBee Compliance Platform(ZCP)認證的Chipcon、飛思卡爾、Ember、Integration(CompXs)，以及台灣資策會等五家廠商，進行五家不同公司平台的互通性展示，以及ZigBee的隨意網路(Mesh Network)功能，這也是ZigBee聯盟第一次提供這麼多平台的現場互通展示，當然，最後利用Daintree的視窗化網路分析工具，把各個平台的連結狀況呈現出來。  

台灣積極搶入ZigBee市場  

這次的ZigBee成員會議暨開放活動可說是相當成功，越來越多廠商參展、提供ZigBee相關的解決方案與產品，也越來越多人蒞臨現場參觀，在在顯示ZigBee正蓄勢待發，再加上Chipcon被德州儀器所購併，更加激勵這群在ZigBee領域默默打拼的人。  

藉由此次參展也可以發現，在鄰近地區如日本、韓國、香港，甚至是中國大陸，有越來越多的廠商投入，也已有不錯成果，相較之下，國內就只有達盛電子與資策會出席。  

其實國內不論是學術界、研究單位或是廠商，早已開始積極投入研發ZigBee技術與產品，希望未來在類似的場合，能夠見到越來越多的台灣產品出現。  

(本文作者任職於資策會網路多媒體研究所)  

(詳細圖表請見新通訊60期2月號)