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ZigBee测试
2007-02-01 12:08:35    产通学院,365PR NET

ZigBee协议的测试规格主要是由ZigBee联盟中的认证小组ZQG来负责制定。目前提供两种兼容性(compliance)测试服务,分别适用于发展平台(platforms)及终端产品(end products)。目前全球只有德国莱因(TUV Rheinland)及美国NTS(National Technical Systems)这两家实验室,为ZigBee联盟指定的完整测试服务授权厂商,而且只限ZigBee会员送交平台或产品参与认证测试。

ZigBee相容平台

ZigBee相容平台(ZigBee Compliant Platforms;ZCP)主要是测试平台对于ZigBee规格之兼容性,测试内容包含应用层(APP:APS与ZDO)、网络层(NWK)、底层的IEEE802.15.4媒体存取层(MAC)与物理层(PHY),以及测试规范中要求的安全性(SEC)。通过测试的平台,可获得一张ZigBee联盟署名的确证信函,并且会公布在ZigBee联盟的官方网站上。目前通过ZCP的ZigBee-2004平台共有来自16间公司的31个平台(截至2007年1月)。

在测试规范中,定义多个测试目标(Test Purpose),而各目标又包含数个测试案例(Test Case)。ZigBee-2006的测试规范已在2006年12月完成,相较于2004的规范,2006新增了效能(PER)与ZigBee-Pro(PRO)兼容性测试。PER效能测试目的在于考验ZigBee节点是否可在有Wi-Fi干扰的环境下正常运作;而PRO兼容性测试在于检验一个ZigBee-2006的终端组件(End Device)是否可在一个ZigBee-Pro作为协调者(Coordinator)的网络下顺利工作。此外,2006在网络层与应用层APS的测试案例,也明显增加许多。

目前,通过ZCP的ZigBee-2006平台共有四家:Ember的EmberZNet、Freescale的BeeStack、TI/Chipcon的Z-Stack以及Integration Associates (CompXs)的IAOEM-DAUB1 USB Dongle。此四家公司是在ZigBee-2004时期用来检验其它受测平台的黄金单元,未来也将是进行ZigBee-2006兼容性测试时所采用的黄金单元。

目前,有关ZigBee-Pro的测试规范制定尚未完成。

ZigBee认证

ZigBee认证产品(ZigBee Certified Products)主要是针对终端产品,进行应用类别(Application Profiles)的兼容性测试。应用类别是针对每种应用建立的标准,主要为ZigBee联盟中的类别任务小组(Profile Task Group;PTG)来制定。其中家用灯光控制(HCL)是第一个规格制定完成的类别,与ZigBee-2004规格同时发表。而工业系统监控类别(IPM)也即将制定完成,目前0.99版已进入投票表决阶段。家庭自动化(HA)、商业大楼自动化(CBA)与无线传感网络(WSN)等规格也都在进行中,并且都使用ZigBee-2006的新增功能ZCL。

值得注意的是,ZigBee在WSN上的发展。目前WSN任务小组主要是由生产MICAz的Crossbow科技公司来主导。此外,电信应用(TA)、先进电表创造(AMI)、以及个人家庭医疗照护(PHHC)等也都成立任务小组来制定规格,而早期的供热通风与空调(HVAC)及自动电表读取(AMR)也都并入现有的类别任务小组中。

想要送交ZigBee认证的产品,必须要在通过前述ZCP的软硬件平台上开发,才可参加此认证测试。可测试的应用类别项目,包含上述的公开类别或是非公开的厂商特定类别(Non-public Manufacturer Specific Profile)。在非公开的特定类别方面,例如挪威Radiocrafts与印度Airbee合作开发了ZigBee连结RS232/RS485的串行端口类别(Serial Port Profile with I/O mapping,SPPIO);而TI/Chipcon也自行建立了追踪用的定位类别(Location Profile)。此种特定类别的检验,亦称为ZigBee Network Capable (ZNC)测试,主要是确保其特定类别的产品可以在正规的公开类别ZigBee网络中正常运作,不会对其造成负面的影响。

通过此ZigBee认证测试的产品,可在其产品上加挂通过认证的商标(Certified Product Logo),并且会公布在ZigBee联盟的官方网站上。目前通过ZigBee认证的产品共有四个:
(1)美商Maxstream的XBee,主要是在严苛的工业商务应用环境中,提供稳定可靠的无线通讯。
(2)日商NEC的ZB24FM-Z,为结合PC的人员出勤管理系统。
(3)美商S3C(Sensors Silicon Systems-Configurable)的XM2400,提供以ZigBee为基础的差动压力传感器。
(4)美商STG (Software Technologies Group)的传感网络基础(Sensor Network Infrastructure;SNI),提供多种不同的网络基础设施产品,如中心网关器和路由器,并且已经在无线灭火器监控系统的感测器应用中实际部署了250个节点来验证。

互通性测试

在互通性(interoperability)测试方面,ZigBee联盟每季会举办一次ZigFest互通性测试大会,轮流在欧、美、亚三大洲举行,同样只限ZigBee会员参与。其主要目的是提供各厂商的平台或是产品有互通测试的机会,可看成类似USB的热插拔大会。ZigFest基本上是一个技术交流场合,所以只限工程人员参与,而且对其平台或是产品的测试过程也会加以保密,只有互相对测的厂商会知道其结果。ZigBee联盟强烈建议会员在参与ZCP认证前,可先参加ZigFest测试,但此并非是参与ZCP认证的必要条件。此外,ZigBee联盟内部亦不定期举办所谓的BeeFest活动,其目的主要是在制定与检验互通性的测试规范,以供ZigFest进行时使用。

ZigFest的测试级别包含Level-1(MAC)、Level-2(NWK)、Leve-3(APL)、安全性、Level 2 Networking及Field of Dreams (FoD)等。其中前四个级别是由两家厂商交互测试(peer to peer testing),着重于检验基本网络功能的互通性。Level 2 Networking是厂商与黄金单元进行NWK layer的测试,而FoD则是多家厂商同时组成一个大型网络,并进行封包收发的互通性测试,而且必须先完成Level-3等级的测试才可参与FoD。

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