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攜成本優(yōu)勢　ZigBee進軍醫(yī)療電子領(lǐng)域

ZigBee問世以來不斷改進,，2007年底ZigBee公布Pro規(guī)格，結(jié)構(gòu)與技術(shù)上與原本的版本稍有不同,，也造成兩者不兼容問題,，但許多利基市場毋須考慮兼容性問題，因此也帶動ZigBee市場發(fā)展,，而醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用,，未來也將成為ZigBee重要的發(fā)展項目。

ZigBee核準(zhǔn)ZigBee-2007規(guī)格,，此規(guī)格定義ZigBee與ZigBee Pro這兩套功能組,，以ZigBee-2006為基礎(chǔ)，新的2007規(guī)格功能進一步強化,，而且兼容于某些網(wǎng)絡(luò)情境,。簡而言之，ZigBee功能組提供樹狀尋址,、特定隨選距離向量(AODV)網(wǎng)格路由,、單點傳播、廣播與群組通訊,、安全性等其它功能,；ZigBee Pro以隨機尋址取代樹狀尋址，包含ZigBee2006與2007所使用的AODV,，但提供多對一來源路由為替代方案,，并新增有限的廣播尋址，并可支持高層級安全性,，此外,，ZigBee與ZigBee Pro功能組,，皆可支持選用的靈活性跳頻與片段化(圖1)。

圖1　Zigbee解決方案的多種途徑

ZigBee的樹狀尋址是以階層方式指定地址,，ZigBee Pro則采用隨機尋址方式,，將地址隨機指定給裝置，并持續(xù)監(jiān)測與響應(yīng)管理封包的流量,，以修正沖突,。ZigBee采用唯一尋址，毋須持續(xù)監(jiān)測通訊,，可避免產(chǎn)生額外負(fù)荷與地址沖突,，然而Pro的優(yōu)勢在比較大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，如通訊限制造成包含五個以上躍點的網(wǎng)絡(luò),，或網(wǎng)絡(luò)可能包含很多行動端裝置,，但是所付出的代價則是啟動延遲時間更長，因為ZigBee Pro必須花時間來解決地址沖突,，而樹狀尋址不需要,。 

ZigBee與ZigBee Pro路由均使用AODV路由，但只有Pro支持多對一來源路由選項,。在需要較大的通訊協(xié)議堆棧下,，多對一來源路能快速建立路由，其中許多裝置如感應(yīng)器均向單一連結(jié)如網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)裝置報告,，對于未經(jīng)要求的雙向與對等式通訊如電燈開關(guān)及照明,，多對一功能的效能較差，有時甚至不適用,。 

ZigBee與ZigBee Pro都支持群組尋址,，但Pro還可支持有限廣播群組尋址，能在所有群組成員接近時,，避免整個網(wǎng)絡(luò)大量傳送不必要的訊息，此功能有助于降低大型網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)通訊的額外負(fù)荷,，但缺點是須額外寶貴的程序代碼空間,。 

ZigBee與ZigBee Pro還有其它些微差異，即對高安全性的支持,。高安全性提供的機制,，讓對等式聯(lián)機之間建立連結(jié)機碼，并在網(wǎng)絡(luò)裝置在應(yīng)用層可能不受信任時,，提供額外的安全,。高安全性和許多Pro功能相同，對若干應(yīng)用程序頗為實用,，但是須利用程序代碼空間,，占用應(yīng)用程序可用的空間,。 

ZigBee與ZigBee Pro仍有兼容性限制 

ZigBee與ZigBee Pro的功能大多相同，但兩者只有在少數(shù)情況下才能同時在同一個網(wǎng)絡(luò)中使用,。若已由協(xié)調(diào)者建立屬ZigBee的網(wǎng)絡(luò),，則ZigBee Pro裝置僅能以端點裝置的身分加入該網(wǎng)絡(luò)，這表示該裝置與該網(wǎng)絡(luò)通訊時會透過父節(jié)點,，即路由器或協(xié)調(diào)者,，而且不可作路由，也不可允許其它裝置透過其加入網(wǎng)絡(luò),；若原先建立的為ZigBee Pro網(wǎng)絡(luò),，則ZigBee裝置也僅能以有限的端點裝置身分加入網(wǎng)絡(luò)。 

許多使用ZigBee的產(chǎn)品為專屬性質(zhì),，或是實作私人設(shè)定文件或應(yīng)用規(guī)格,，任何特定網(wǎng)絡(luò)只可兼容特定公司或公司集團所銷售的裝置，尤其是目前尚未定義及核準(zhǔn)公共設(shè)定檔的醫(yī)療領(lǐng)域,，因此,，ZigBee會用于網(wǎng)格路由通訊協(xié)議、通訊備援,，以及低功率操作這類用途,。然而，若市場中不同供貨商的裝置必須以單一合作網(wǎng)絡(luò)的方式運作,，以執(zhí)行指定的服務(wù)或功能,，公共設(shè)定文件已指定，才能確保網(wǎng)絡(luò)所有裝置采用共通的語言,，而且可互通,，這類的互通性是指A公司的產(chǎn)品，如電燈開關(guān)能與B公司的電燈安定器通訊,，毋須事先合作就能確保裝置可搭配使用(圖2),。

圖2　適用于家庭自動化的ZigBee產(chǎn)品

ZigBee持續(xù)發(fā)展新興應(yīng)用 

ZigBee問世初期，這項技術(shù)主要著眼于家庭與商業(yè)建筑物自動化市場,。如今采用ZigBee的公司與專家越來越多,，技術(shù)日漸成熟，且針對更廣泛的市場設(shè)計發(fā)展應(yīng)用,，其中最突出的是,，ZigBee已跨足先進抄表基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(Advanced Metering Infrastructure, AMI)，并與老年人照護,、輔助生活,、醫(yī)療、電訊、資產(chǎn)追蹤,、娛樂等領(lǐng)域的產(chǎn)品整合,。 

ZigBee聯(lián)盟除通過ZigBee-2007規(guī)格，也決定并正式測試數(shù)個應(yīng)用設(shè)定檔,，這些設(shè)定文件定義網(wǎng)絡(luò)支持的裝置類型,，以及這些裝置共通的通訊語言。家庭自動化(HA)公共設(shè)定檔是最早獲得核準(zhǔn),，如今已臻成熟,。鎖定AMI的智慧能源(Smart Energy, SE)目前已獲核準(zhǔn)，預(yù)計2008年5月將完成最終測試及黃金平臺(Golden Unit)認(rèn)證,。 

商業(yè)建筑物自動化(Commercial Building Automation, CBA)預(yù)計將進行測試,，而且有越來越多公司投入開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，為聯(lián)盟貢獻一己之力,，因此日后會有更多公共設(shè)定檔問世,，而醫(yī)療方面，特別是個人健康與醫(yī)院照護(Personal Health and Hospital Care, PHHC)正是其中之一,，這個領(lǐng)域若利用ZigBee實作IEEE 11073標(biāo)準(zhǔn),，未來勢必更受矚目。 

未來ZigBee應(yīng)用重點為個人健康與醫(yī)院照護應(yīng)用 

PHHC裝置尚屬開發(fā)初期,，未來12～18個月內(nèi)可能還無法上市,，但這個領(lǐng)域的相關(guān)公司并未因此不采用ZigBee技術(shù)的裝置。醫(yī)療市場包括輔助生活與家庭照護等,，相關(guān)業(yè)者深知ZigBee網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議的用處,，而且成本效益極高。ZigBee可為可攜式醫(yī)療應(yīng)用提供實惠的解決方案,，如監(jiān)測與響應(yīng)緊急事故項目,、監(jiān)測病患或年長者進行日常例行活動，以及提供實時數(shù)據(jù),，加速照護人員的響應(yīng)速度,，并挽救生命。輔助生活中心的居民如此可以安心,，因為隨時可以取得支持,；而組織機構(gòu)人員也能擴大監(jiān)測范圍，而且不會侵?jǐn)_日常生活(圖3),。

圖3　可攜式醫(yī)療監(jiān)測應(yīng)用范例

ZigBee網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于輔助生活時，有助于以實時且不被察覺的方式收集可靠的數(shù)據(jù),，如追蹤居民家中所在位置,、監(jiān)測飲食或沐浴習(xí)慣、確保定期而且準(zhǔn)時吃藥、收集體重,、血壓或其它生物測定數(shù)據(jù),，并可提供自動照明或自動門以防意外。 

ZigBee也可用于追蹤醫(yī)院與醫(yī)療機構(gòu)內(nèi)的資產(chǎn),。該技術(shù)采用的多躍點網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)廣泛,，能在大型機構(gòu)標(biāo)示并追蹤昂貴的設(shè)備，由于醫(yī)療器材可用設(shè)備有限,，而且必須由多個單位與樓層共享,，因此掌握設(shè)備在特定時間的所在位置，不僅省錢,，更能挽救生命,。