展望未来——行业趋势和新 Zigbee 特征

在过去两年中,我们生活和工作方式的变化加速了所有行业对数字化和技术集成的需求。 消费者和企业正在寻找更智能、更互联、更安全、影响更大和价值更高的产品和相关服务。

物联网是实现这些智能、互联体验的关键推动力,几个趋势将继续在物联网的采用、增长和交付价值方面发挥关键作用:安全和隐私、自动化以及能源管理和可持续性。 

Zigbee近 XNUMX 年来一直在提供智能和互联体验,处于最前沿——适应和发展以满足行业、客户和消费者的需求,并正在开发新功能来应对这些趋势。 

安全和隐私 

10年联网设备数量超过2021亿台. 反过来,利用这些连接中的漏洞的尝试也增加了,网络攻击的数量上升到 1.5十亿. 寻求保护消费者的政策制定者已经制定并继续考虑法规,以期解决风险并缩小差距; 但担忧依然存在。 

为了建立消费者信心并提高采用率,互联技术必须包含使设备更安全的功能。 包括安全云连接、通信协议、加密密钥和安全边缘计算在内的不同功能有助于增强消费者信心。 

Zigbee 开发时考虑到了安全性。 今天, Zigbee 3.0 使用加密算法进行两级对称 AES-128-CCM 加密:网络和 APS。 它提供身份验证和机密性,并强制进行网络范围的加密。 这意味着任何想要加入网络的设备都必须接收网络密钥,并且任何设备数据有效负载都在对等连接中进行加密。

Zigbee 3.0 修订版 23 (R23),下一个版本 Zigbee PRO 标准,通过添加新的安全功能扩展现有安全性: 

  • 动态链接密钥 (DLK) 加入:在加入网络之前使用椭圆曲线 Diffie-Hellman 密钥协商来建立密钥和验证设备 
  • 设备访问:使用 DLK,在接受设备进入网络之前请求信息以识别设备 
  • 帧计数器同步以提供高级消息重放保护
  • 具有 PANID 和通道管理的网络参数安全

Zigbee 与以前的版本一样,3.0 R23 将实现互操作性,并向后兼容堆栈的早期版本和已发布的设备。 当网络使用它们时,较新的设备将能够利用新的安全功能。 


“没有什么比保护我们客户的隐私和安全更重要的了。 我们很荣幸在 R23 中支持安全功能,特别是“动态链接密钥”,它将通过集成行业标准的加密密钥交换流程为我们的客户提供强大的安全解决方案。” – Jim Kitchen,康卡斯特互联家庭和物联网设备产品副总裁。

除了安全之外,隐私问题还使得保护消费者数据、数据隐私变得透明,并为用户提供更多对其数据关键的控制权,从而实现以消费者为中心的隐私方法。  Zigbee 作为制造商支持端到端安全性和数据隐私的一部分,包括产品的关键控制,以保持数据的安全和私密性。 Zigbee 在仅共享所需信息的设备之间启用安全、可信的通信通道,使用定义明确、经过时间考验的精益数据模型,并通过防止未经授权的数据访问和泄漏来进一步支持数据隐私。  


“无论应用领域如何,从工业自动化到消费设备, Zigbee 技术使设备管理的易用性、改进的自动化用户体验和用户隐私成为可能。 我们不断整合发展 Zigbee 基于产品,因为 Zigbee 被广泛采用,可靠并适用于广泛的应用类型。 STM32 产品组合通过 MCU 无线解决方案支持这一无线趋势 Zigbee 和 STM32WB 系列中的低功耗蓝牙技术。” – Nathalie Vallespin,意法半导体无线产品线营销经理

加速走向自动化

全球数字化正在成为医疗保健、智能家居、远程资产监控、工业资产维护和自我修复、流程优化和供应链数字化等领域的住宅和商业细分市场自动化的催化剂。


“我们继续看到巨大的价值 Zigbee,在客户中得到广泛采用,我们今天通过 Alexa 提供支持。 今天的许多传感器和设备都建立在 Zigbee 它们在实现我们对环境智能的愿景方面发挥着关键作用。 客户可以创建例程和自动化 Zigbee Alexa 应用程序中的设备,以帮助他们简化生活并照顾好自己的家。 此外,我们还构建了 Alexa Hunches 以将自动化提升到另一个层次——如果她有预感你不在家或每个人都上床睡觉,Alexa 可以主动关灯并将恒温器调整到你喜欢的睡眠温度。”Chris DeCenzo,首席软件开发工程师,Amazon Lab126

消费者通过自动化寻求更多的便利、舒适、安全和保障。 Zigbee 拥有广泛用于零售的主要消费品牌生产的各种智能家居传感器和设备。 照明仍然是领先的物联网类别之一。


“照明是您家中每个房间的唯一产品,您每天都会与之互动。 和 Zigbee 我们能够通过我们的移动应用程序、语音集成、与一天中的时间相关的自动化行为或与低功耗传感器或开关的交互,为消费者提供他们如何与产品交互的全面选择。” – 昕诺飞技术主管 George Yianni

Zigbee的最新产品功能, Zigbee Direct,将通过结合两种经过市场验证的技术来改善消费者体验并简化自动化, Zigbee 和蓝牙低功耗。 Zigbee Direct 允许用户无缝地与他们的 Zigbee 使用智能手机、平板电脑或其他支持蓝牙的设备的网络。 这 Zigbee 直接功能简化了设置和调试,并提高了任何设置的可用性。 

在大流行的部分推动下,数字医疗保健已经获得了动力,连接设备现在可以监测各种健康状况,以及 Zigbee 是连接医疗设备的理想选择。 此外 Zigbee 直接能力, Zigbee 提供低功耗、高传输速率和高效的数据传输——所有这些都有助于更成功地实现数字医疗保健用例。 

对于商业建筑,办公室、仓库、酒店和其他公共场所的物联网传感器数据实现的自动化可以提供占用信息、访问控制数据、协助能源管理和提高舒适度。 有各种各样的商业级 Zigbee 当今可用的传感器可用于创建更智能的建筑。


“建筑物内的居住者关心安全、舒适和安保等。 同时,楼宇管理人员希望通过及早发现潜在故障和预测性维护来提高对楼宇的可见性,以有效、灵活地使用占地面积和运营效率。 建筑能源管理和自动化具有良好的商业意义。 除了节省成本外,许多建筑还在整合本地发电、电动汽车充电,以实现 2050 年净零排放目标并满足其他监管要求。 Zigbee基于传感器、房间控制器和自动化设备是楼宇管理解决方案的重要组成部分。” – 施耐德电气战略、创新和标准总监 Mak Joshi

工业市场也将继续看到更多支持物联网的自动化应用。 Zigbee 凭借其低功耗、长电池寿命和可靠的无线远程监控运行,在这一领域处于有利地位。 许多工业资产通常位于偏远地区,这给监控带来了挑战。 Zigbee 使对关键资产和设备的有效远程监控成为可能。 建筑物可以使用占用数据和环境感应来实现气流自动化、改善建筑物卫生并支持节能目标。 的扩展 Zigbee 计划于 2022 年发布的 SubGHz 将通过扩展范围来支持更多的工业和商业用例 Zigbee的可靠,经过验证的网状网络。 Zigbee 传感器还可以在供应链数字化中发挥作用。


“随着工厂连接起来以加强监控和控制,正常运行时间与底层连接技术的可靠性、安全性和可扩展性直接相关。 工业环境对这些连接协议有不同的性能要求。 对于安全关键型应用,可靠性和响应时间通常要求有线连接。 在某些情况下,客户正在寻找一种无线、无电池、可靠和模块化的解决方案,以提供其数字化工作所需的移动性、灵活性和互操作性。 施耐德电气 Harmony 按钮杠杆 Zigbee 用于远程控制的工业应用。 XB5R 按钮无需电线或电池即可运行,具有前所未有的灵活性和机动性,使操作员能够在最远 25 米的范围内远程控制机器。 由于传送带上的单个接收器可以与整个工厂车间的多达 32 个发射器配对,XB5R 按钮在汽车、采矿和食品和饮料行业的传送机器控制方面特别有效。” 施耐德电气战略、创新和标准总监 Mak Joshi

推动节能和可持续发展 

意识到我们对环境的影响和自然资源的迅速枯竭使能源节约和可持续性成为人们更加关注的焦点。 全球许多市场都在投资 smart energy 和智慧城市创新——连接公用事业、停车计时器、交通信号灯、充电基础设施和电网。 Zigbee 一直是该领域的领先技术 - 广泛用于电表和燃气表的能源管理,为消费者提供信息透明度,支持消耗优化并实现公用电网管理。

节能也是对电动汽车 (EV) 需求不断增长的一个因素,充电是电动汽车运行的关键部件——无论是在家中还是在路上。 需要在短期内解决大型充电站的挑战,以解决支持增长所需的基础设施。 Zigbee“ Smart Energy 标准增加了支持安装、配置、固件更新、预付费服务、用户信息和消息传递、负载控制和需求响应的功能。 电动汽车 Smart Energy Zigbee 模块通过提供可靠的冗余无线连接消除了对昂贵的硬接线的需求。 

随着充电基础设施的形成,更好地管理需求的解决方案将变得至关重要。 负载管理和需求响应技术将需要集成到充电站中,并具有可靠的高效连接技术,例如 Zigbee 可以带。 


“Zigbee Smart Energy 在部署智能电表技术以帮助公用事业管理安全加密 HAN 网络中的能源以管理需求并与供应保持一致方面拥有丰富的历史。 供应已从稳定的煤炭供应转向成本较低的可再生风能和太阳能供应,间歇性能源高峰与需求不符。 与此同时,随着成本下降和全球环境问题的增加,消费者转向电动汽车,电力需求也在增加。 Zigbee 提供工具来帮助公用事业公司以最少的投资优化电网收入,并为消费者节省驾驶电动汽车的持续成本,其中 80% 的充电发生在家里。” – Michael Cowan,Xylem 首席系统工程师。 

可持续发展目标也需要使用和整合风能和太阳能等可再生能源。 太阳能正在成为住宅和商业应用的经济实惠且方便的选择。 Zigbee其低功耗和高可靠性使其成为将太阳能逆变器无线连接到云端的主要技术之一。 作为太阳能监测系统, Zigbee的无线传感器可用于离网光伏装置的远程操作,以监测和改变太阳能电池板的角度。 


“Zigbee 事实证明,当价格增量为供应高峰和需求高峰之间差异的 4 倍时,使用时间 (TOU) 定价会改变消费者行为,从而将需求转移到太阳能/风能供应高峰。 这有助于解决供过于求问题的公用事业公司和消费者为双赢环境节省资金。 Zigbee 当 TOU 定价不足时,需求资源也可用于帮助转移需求。 Zigbee 电动汽车管理提供了一个标准化的非供应商特定解决方案,可提供诸如 EV 插入、充电状态、电池大小和 EVSE 健康等信息,帮助公用事业和消费者共同努力,实现互惠互利,获得更可靠的低成本能源。 随着电动汽车和电动汽车站设备 (EVSE) 发展以支持汽车到家庭 (V2H) 和汽车到电网 (V2G), Zigbee 可以发展以支持这些用例。” – Michael Cowan,Xylem 首席系统工程师。 

Zigbee Green Power 技术使用来自热能、动能、感应和光能的能量收集技术为住宅和商业空间提供自动化,使无线设备几乎可以在任何地方使用 - 包括难以到达的地方 - 无需连接电源,也无需使用有助于水的电池和土壤污染。 随着全球自动化趋势的不断发展, Green Power 可用于有助于创造更绿色地球的新用例。  


“建筑物占城市总排放量的 70% 以上。 因此,可持续性和监管目标正在推动未来的建筑变得更加电气化、更加互联化和更加数字化。 我们看到越来越多的新建和改造数字化项目在建筑物和工厂中进行,调试仍然是一项复杂而昂贵的任务。 以无线方式监测设备内部的电气和其他环境参数可以减少布线成本和延迟,并将安装成本降低多达 20%。 此外,由于电池更换成本需要派遣技术人员到现场,技术如 Zigbee Green Power 实现低能耗连接对于无电池用例非常有价值。 Zigbee Green Power 协议为超低功耗设备定义了压缩、安全和高度优化的消息流量。 这种方法不仅可以节省能源,还可以减少污染和材料足迹,因为无需处理电池并减少电缆中的铜使用。” – Mak Joshi,施耐德电气战略、创新和标准总监

Zigbee广泛的市场采用、成熟的技术以及在全球范围内部署的数亿个基于嵌入式的设备使其在 2022 年及以后取得更大的成功。 与物联网标准的最新消息保持联系 Zigbee,包括我们即将发布的版本,请关注我们 LinkedInTwitter 并订阅我们的 通讯.

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