CC2650开发板DIY之七——蓝牙和ZIGBEE的拆解和慢弹
1. 2.4GHz频段射频协议扫描
在不收费的ISM频段2.4GHz频段拥挤了一大堆协议，其中最出风头的就是蓝牙协议和ZigBee协议。当然还有一个踏踏实实闷声挣钱的wifi协议IEEE802.11。其实，基于2.4GHz频段的各种协议应该是数不过来的，数一数吧，
· ZigBee Home Automation1.2
· Smart Energies 1.1b
· TelecommunicationServices 1.0
· Health Care 1.0
· RF4CE – Remote Control1.0
· RF4CE – Input Device 1.0
· Remote Control 2.0
· Light Link 1.0
· IP 1.0
· Building Automation 1.0
· Gateway 1.0
· Green Power 1.0 (Optionalbattery-less remote control feature of ZigBee 2012)
· Retail Services
· Home Automation 1.3
还有一些专有的协议，如TI到现在还提供一些专有的协议。
做CC2650开发板，关注CC2650就不可避免地要关注蓝牙协议和ZigBee协议（IEEE 802.15.4）。
这些协议从出生的那一天起就开始对战，其中ZigBee声势浩大，性能优异，起步不错，有不少看好ZigBee的公司早早提供了多种优异的解决方案，可惜没想到由于历史原因，智能手机的标配都是老迈的蓝牙协议，智能手机一井喷，结果ZigBee协议被蓝牙给PK掉了，始终没有占掉上风。其中，ZigBee最早的入伙者里，最大最有名的硬件厂家就是TI，还有一个当时领先的已经被吃掉的Freescale。但是，ZigBee励精图治一直在不断进步，到现在被更广泛地认知，而且把突破点放在了智能家居中，已经有所收获（最早的目标是智能电表等表计，但是，事实上已经被电力载波通讯PLC抢了地盘，至少国内用ZigBee无线抄表的没有成为主流）。
所以，我们都说做规矩的赚大头。这点不错，但是老牌玩家都知道这一处，想赢下这一道，并不容易。编规矩玩大的就是高通，曾经有个段子讲高通和一个汽车老大的对话，大意是按照高通的规矩，采用高通芯片的任何产品，都要按照高通税的比例去交授权费，如果是宝马车的话，装个高通的芯片，授权费就要好几万。所以说，国人要自强，才能不挨宰。不过，这个道路也不好走的。后面就是要比比蓝牙和ZigBee，这样才能理解为什么有必要程序重载，在蓝牙和ZigBee之间切换，也就是CC2650存在的价值。
2. 蓝牙协议
2.1蓝牙的核心协议由基带,链路管理,逻辑链路控制与适应协议和服务搜索协议等4部分组成。
（1）基带协议（RF）
基带协议确保各个蓝牙设备之间的射频连接，以形成微微网络。
（2）链路管理协议
链路管理协议（LMP）负责蓝牙各设备间连接的建立和设置。LMP通过连接的发起，交换和核实进行身份验证和加密，通过协商确定基带数据分组大小；还控制无线设备的节能模式和工作周期，以及微微网络内设备单元的连接状态。
（3）逻辑链路控制（LC）和适配协议L2CAP
逻辑链路控制和适配协议（L2CAP）是基带的上层协议，可以认为L2CAP与LMP并行工作。L2CAP与LMP的区别在于当业务数据不经过LMP时，L2CAP为上层提供服务。
（4）服务搜索协议
使用服务搜索协议（SDP），可以查询到设,备信息和服务类型，从而在蓝牙设备间建立相应的连接。
如下图。
2.2 蓝牙协议栈的版本和变化
蓝牙协议现在包括2级: Bluetooth BasicRate/Enhanced Data Rate (BR/EDR), which was adopted as version 2.0/2.1, and Bluetoothwith low energy (LE)。一级是高速BR/EDR，在蓝牙2.0和2.1中支持，一级是低功耗BLE在蓝牙4.0,4.1和最新的4.2中支持。
最早蓝牙就是因为蓝牙耳机和蓝牙音箱的高性能和低功耗，用电池就行而流行。结果在进一步的低功耗BLE中更是把低功耗做到极致，用一个纽扣电池要供电2年。这个实现的一个关键除了尽量降低芯片功耗之外就是更高的休眠比和快速唤醒，可靠连接。
而且在蓝牙4.2中更是推出了众多面向物联网的高效应用，要把地盘都占了。但是看协议栈所提供服务的名字就知道了，有
AIOP AutomationIO Profile,
BLP Blood Pressure Profile
CGMS Continuous Glucose Monitoring Service
ESS Environmental Sensing Service
3DSP 3D Synchronization Profile
BIP Basic Imaging Profile
HID Human Interface Device Profile
其实还有汽车自动化的服务，都直接定制到协议栈中。有一个会议中蓝牙联盟的代表将蓝牙4.2协议文档1000多页，看完再看明白恐怕是有大难度，不过蓝牙协议联盟会提供技术支持滴。就是，只要你要用我家蓝牙，我就把技术支持给顶上。
原来还以为蓝牙就打打电话，听听音乐，现在明白了，我不用读文档了，看了也不明白，用到哪里查到哪里吧。
更多的参数和协议栈就不讲了，那个需要若干本书来说清楚，而且还极有可能是过时的，因为最近蓝牙联盟在更新速度和改革力度上都挺大的。这点TI提供了免费协议栈，而且不断更新，去查文档，不行就去德仪在线（顺便做个广告）。
2.3 但是蓝牙这么好，就是与有绝对的短板。一个是连接数量，另一个是连接质量。蓝牙所连接的设备最多就是7个，也就是支持若干个耳机，和多声道音箱，面多智慧世界的众多传感器，怎么连？蓝牙速率低， 2.0最大1-2M/s，4.0据称到24Mbit/s，但实际上也是远远不及。传输距离短，标称空地100米，室内30米，大家都有体验，蓝牙耳机隔堵墙就听不清楚了。
3. ZigBee协议
3.1 ZigBee协议是由ZigBee联盟组织来维护管理的。这次要注意了，这个联盟的核心成员中，首次出现了中国品牌的身影。
ZigBee的协议提出，就是针对的是自由组网和可靠联网的问题。ZigBee的节点主要被设定为终端节点和协调器来工作（还有一种中继器），作为终端，只负责发送信号和接收指令，而协调器不仅要收发指令，还要相当于路由器一样协调和管理范围内的终端节点。所以的节点都是可以随时进入和推出，随时可以被发现和识别。可以通过信号的强弱来判断两个节点之间的距离，还可以用ZigBee来在室内定位。这是ZigBee的一种很独特的特性就是自组网协议（ADHOC），也就是可以不用管理这些节点，只要软件设置了节点的功能，当你把ZigBee设备带入网络范围内就可以自动进入网络，还可以通过协调器之间的多跳传递组网信息，使节点数成倍数增长。最近没有研究最新版本的ZigBee协议，最初的版本1个协调器可以管理255个节点，整个网络可以扩展到65535个节点组成的大网，而且理论上，应用多跳拓扑结构，可以在输电线路上，实现数百公里的长途数据接力，哪怕单个节点的传输距离只有100米。
当然，这个就是ZigBee的美好愿景，实际上ZigBee被拖了后腿就是因为理想太丰满，现实太骨感。实际上单个节点的可靠连接数量远远到不了255个，到达几十个时一般就会出现比较明显的掉线情况，而且拥挤的节点使通讯效果不够理想。
3.2 现在最新的ZigBee协议是3.0版本的，和蓝牙联盟一样，也是要在智能家居，汽车，智慧能源，甚至原来根本不接入的通讯上分一块。
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE802.15.4标准的规定。
以zigbee智能照明为例看zigbee是如何实现控制和管理的。
更具体的原理和精确的参数最好去看书，这样才不会被本帖子误导。
3.3 前面说到了，ZigBee的最大短板就是用户体验没达到预期，而且所有的平台都要基于封闭的ZigBee生态，需要重新部署，不像蓝牙，随便找个手机就可以连接。
4. 应用场景
4.1 蓝牙
蓝牙的应用场景最有吸引力的是可穿戴技术，如手环，运动监测，自行车智能化，都是离不开低功耗蓝牙的。这些在小连接量，低功耗，高度便携的环境下，用蓝牙更有优势。
4.2 ZigBee
Zigbee经过多年苦心经营，已经在智能家居上被认可，尤其在家用电器上，内置zigbee芯片的电气，可以非常方便地被加入zigbee网络中，即使是来自不同的品牌。
另外采用zigbee技术的智能照明，如路灯节能管理等等，已经在很多地方使用了。
智能水电气表计量，也有用zigbee无线抄表的。
在较大的组网环境和需要快速互联互通的跨品牌连接时，zigbee成为首选。这样即使需要更多地投入基本的网络构架也可以被更多的节点数带来的好处所包含。
5. 发展趋势
总体来说，蓝牙协议和zigbee协议都在构建更广泛易用的生态环境，更多的节点，更安全的连接，更低的功耗。而且两者的目标在物联网方面的改进是趋向一致的，不断修正原有的弱点，甚至形成颠覆性的革新。以后会在应用场景的智能化上有更大的变化。另外还有新的蓝牙beacon技术，让蓝牙能够作为热点推送信息，这样从网络拓扑结构上都变了样。
从版本看就是数字越来越大。从我看就是越来越难学，但是越来越容易用。
回头再看CC2650，其实我们看TI这么多年不温不火，但是强者的姿态一直不改，就是这个绝对的创新和开放的架势。比如前一阵坛子有个DLP套件测试（好羡慕的），其实DLP是几十年前的专利技术，现在才给强力切入市场，现在有多少投影仪干脆投入DLP的怀抱，而且越来越流行的抬头显示技术，如谷歌眼睛，都是要TI的DLP支撑才能实现的。
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