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攜成本優(yōu)勢(shì)　ZigBee進(jìn)軍醫(yī)療電子領(lǐng)域

ZigBee問世以來不斷改進(jìn)，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(chǎng)毋須考慮兼容性問題，因此也帶動(dòng)ZigBee市場(chǎng)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(xiàng)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(jìn)一步強(qiáng)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(diǎn)傳播、廣播與群組通訊、安全性等其它功能；ZigBee Pro以隨機(jī)尋址取代樹狀尋址，包含ZigBee2006與2007所使用的AODV，但提供多對(duì)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(jí)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(jī)尋址方式，將地址隨機(jī)指定給裝置，并持續(xù)監(jiān)測(cè)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(cè)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(shì)在比較大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，如通訊限制造成包含五個(gè)以上躍點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，或網(wǎng)絡(luò)可能包含很多行動(dòng)端裝置，但是所付出的代價(jià)則是啟動(dòng)延遲時(shí)間更長，因?yàn)閆igBee Pro必須花時(shí)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(duì)一來源路由選項(xiàng)。在需要較大的通訊協(xié)議堆棧下，多對(duì)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(bào)告，對(duì)于未經(jīng)要求的雙向與對(duì)等式通訊如電燈開關(guān)及照明，多對(duì)一功能的效能較差，有時(shí)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(shí)，避免整個(gè)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(diǎn)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(duì)高安全性的支持。高安全性提供的機(jī)制，讓對(duì)等式聯(lián)機(jī)之間建立連結(jié)機(jī)碼，并在網(wǎng)絡(luò)裝置在應(yīng)用層可能不受信任時(shí)，提供額外的安全。高安全性和許多Pro功能相同，對(duì)若干應(yīng)用程序頗為實(shí)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(shí)在同一個(gè)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(diǎn)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(shí)會(huì)透過父節(jié)點(diǎn)，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(diǎn)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(shí)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(tuán)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(huì)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(chǎng)中不同供貨商的裝置必須以單一合作網(wǎng)絡(luò)的方式運(yùn)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(dòng)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(xiàng)技術(shù)主要著眼于家庭與商業(yè)建筑物自動(dòng)化市場(chǎng)。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(duì)更廣泛的市場(chǎng)設(shè)計(jì)發(fā)展應(yīng)用，其中最突出的是，ZigBee已跨足先進(jìn)抄表基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(Advanced Metering Infrastructure, AMI)，并與老年人照護(hù)、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(cè)試數(shù)個(gè)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(dòng)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(jì)2008年5月將完成最終測(cè)試及黃金平臺(tái)(Golden Unit)認(rèn)證。 

商業(yè)建筑物自動(dòng)化(Commercial Building Automation, CBA)預(yù)計(jì)將進(jìn)行測(cè)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(xiàn)一己之力，因此日后會(huì)有更多公共設(shè)定檔問世，而醫(yī)療方面，特別是個(gè)人健康與醫(yī)院照護(hù)(Personal Health and Hospital Care, PHHC)正是其中之一，這個(gè)領(lǐng)域若利用ZigBee實(shí)作IEEE 11073標(biāo)準(zhǔn)，未來勢(shì)必更受矚目。 

未來ZigBee應(yīng)用重點(diǎn)為個(gè)人健康與醫(yī)院照護(hù)應(yīng)用 

PHHC裝置尚屬開發(fā)初期，未來12～18個(gè)月內(nèi)可能還無法上市，但這個(gè)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(chǎng)包括輔助生活與家庭照護(hù)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(shí)惠的解決方案，如監(jiān)測(cè)與響應(yīng)緊急事故項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)病患或年長者進(jìn)行日常例行活動(dòng)，以及提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，加速照護(hù)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?yàn)殡S時(shí)可以取得支持；而組織機(jī)構(gòu)人員也能擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍，而且不會(huì)侵?jǐn)_日常生活(圖3)。

圖3　可攜式醫(yī)療監(jiān)測(cè)應(yīng)用范例

ZigBee網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于輔助生活時(shí)，有助于以實(shí)時(shí)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(cè)飲食或沐浴習(xí)慣、確保定期而且準(zhǔn)時(shí)吃藥、收集體重、血壓或其它生物測(cè)定數(shù)據(jù)，并可提供自動(dòng)照明或自動(dòng)門以防意外。 

ZigBee也可用于追蹤醫(yī)院與醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)的資產(chǎn)。該技術(shù)采用的多躍點(diǎn)網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)廣泛，能在大型機(jī)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(gè)單位與樓層共享，因此掌握設(shè)備在特定時(shí)間的所在位置，不僅省錢，更能挽救生命。