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ZigBee产品认证指南

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飞比管家 发表于 2015-6-16 11:00:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、介绍
       ZigBee技术从底层PHY、MAC、到网络层以及应用层,都有详细的规范标准。这也使得ZigBee技术具有天生的互通互联互操作性,ZigBee认证则是使得ZigBee产品间的互通互联得到进一步的保证。 本文将详细介绍跟ZigBee产品认证的相关的内容,包括ZigBee认证,为什么要做ZigBee产品认证,ZigBee产品认证的流程,以及解答ZigBee产品认证过程中常见的问题。
       在此特别感谢TRaC中国测试实验室(www.tracglobal.com.cn)提供关于ZigBee认证相关事宜,流程的介绍。并且TRaC实验室把在ZigBee测试认证过程中客户经常咨询的问题进行整理并分享,帮助ZigBee开发者能够进一步了解ZigBee测试认证,让其产品快速顺利通过ZigBee认证测试,实现更多的互通互联。


二、关于ZigBee认证的那些事
       对于ZigBee技术,相信大多数物联网开发人员都已熟知,甚至是这方面的专家。但对ZigBee认证,也许很多人会问:ZigBee需要认证吗?
       在过去ZigBee技术已在工业领域广泛应用。工业现场环境恶劣,稳定性要求高,ZigBee技术以其网络能力强、稳定性好、功耗低等特性在电力、能源、工矿、农业等各领域表现出巨大优势。工程领域或许不需要不同厂商的互联互通,在这些传统的应用场合下,ZigBee仅被当成一种短距离无线通信技术来使用。了解ZigBee的大多是技术开发或工程人员;对于消费者来说,ZigBee仍然是新事物。其实ZigBee技术不仅仅是一种通信方式,它还有自己的应用标准。
       ZigBee技术从底层PHY、MAC、到网络层以及应用层,都有详细的规范标准。我们首先来看看ZigBee技术的协议架构:

       其中底层的PHY和MAC由IEEE802.15.4标准定义,网络层和应用层由ZigBee标准定义。什么是ZigBee应用标准?
       ZigBee联盟成立之初,它吸纳了众多对这个新兴的技术感兴趣的企业加入。这些企业来自于各行各业,诸如能源、智能家居、医疗、零售等等。这些来自不同行业的公司各自主导了在自身行业的ZigBee应用标准,这也是ZigBee应用标准的碎片化阶段。常见的应用标准包括在智能家居中的ZigBee Home Automation (ZHA)标准,在照明领域的ZigBee Light Link (ZLL)标准以及在智慧能源领域中的ZigBee Smart Energy (ZSE)标准等等。2014年年底,ZigBee联盟正式拉开将多种应用标准融合为ZigBee3.0的帷幕,这意味着ZigBee将为消费者带来更广泛的互操作性和更多样的解决方案。
       消费者对产品互联互通的要求,让ZigBee应用标准重新被行业和厂商认识,并给予厚望。只有通过ZigBee认证,才能保证ZigBee产品的互操作性。我们先来看看ZigBee认证的官方定义:
       ZigBee认证是ZigBee联盟(ZigBee Alliance)的官方计划,它能够对符合ZigBee 联盟标准规范的产品进行认证。该计划定义了多种认证类型以及相应的认证政策,其中包含了需要测试和认证的项目。ZigBee 联盟利用众多经验丰富的工程师及业务人员来确保只有高质量的产品才能通过ZigBee认证。

三、关于ZigBee认证的几个核心问题
       1. 为什么要认证ZigBee产品?
       除了保障互联互通之外,通过认证的产品有权使用ZigBee认证的标识以及互操作性图标。对于生厂商来说提高了产品竞争力,对于消费者来说也便于挑选高品质的产品。 此外,通过ZigBee认证的产品还可以在ZigBee联盟的官网上陈列以及参加ZigBee联盟的推广活动。
       2. 谁负责ZigBee的产品认证?
       ZigBee联盟是唯一能够对已经通过测试,所有需求都满足的产品进行认证的机构。测试由ZigBee联盟指定的第三方测试机构完成。目前全球获得测试资质的实验室有四家,分别是CESI(总部位于中国北京)、TRaC(总部位于英国,在中国深圳有实验室)、NTS(总部位于美国)和TUV(总部位于德国)。

       3. ZigBee认证类型有哪些?
       ZigBee目前的认证类型有两种,一种是ZigBee兼容平台认证,另一种是ZigBee终端产品认证。
       1)ZigBee兼容平台主要由无线部分,微处理器以及ZigBee协议栈组成。认证主要是针对ZigBee规范的网络层面的一致性。一般来说,生产ZigBee芯片的公司有此类认证需求。在ZigBee联盟的官网上有公开所有经过联盟认证的ZigBee Compliant Platform
       2)ZigBee产品认证是针对终端产品,这些产品必须建立在已经通过认证的ZigBee兼容平台之上。认证主要是对ZigBee标准的应用层面的一致性。一般来说,终端产品公司有此类认证需求。.在ZigBee联盟的官网上有公开所有经过联盟认证的终端产品ZigBee Certified Product。我们通常说的ZigBee认证主要是指ZigBee终端产品认证。
       4. ZigBee认证需要多少费用?
       由于ZigBee认证是为ZigBee联盟会员提供的一项服务,所以只有ZigBee联盟会员才能够提交产品进行认证。换句话说,如果企业有ZigBee产品认证计划,必须先成为ZigBee联盟的会员。目前ZigBee联盟会员实行年费制,其会员等级及年费如下:
会员级别年费
Promoter55,000 USD
Participant 9,900 USD
Adopter 4,000 USD


       加入ZigBee联盟后,认证产品只有测试费用,无其它任何费用。测试费用由ZigBee联盟官方授权的几家测试服务机构自行设定。
       5. ZigBee认证流程是怎么样的?
       1)若企业不是会员,需申请成为ZigBee联盟会员; 2)选择测试实验室,寄送样品,并提供PICS技术文档和产品使用说明; 3)测试实验室按照测试标准进行测试; 4)测试通过后,申请者与测试实验室签署符合性声明DoC文档; 5)申请者准备好PICS文档、DoC文档、产品照片、产品描述等,完成网上申请; 6)ZigBee联盟审核测试实验室出具的测试报告以及申请者提交的资料,审核通过后颁发认证证书,并将产品列在联盟官网。

       6. ZigBee认证涉及到的测试是怎么样的?
       ZigBee测试主要针对协议进行测试,主要涉及到软件层面。基本包含两个方面内容,首先是产品与ZigBee联盟授权的测试工具进行交互;其次是产品与ZigBee联盟授权的黄金单元(GU)进行交互性测试。在测试时,测试实验室主要关注两方面:1)被测产品是否按照要求正确地回应或者发送命令?2)被测产品收到命令后,是否执行命令并正确地通过产品行为表现?ZigBee认证测试暂时不涉及到物理参数的测试。

四、关于ZigBee认证常见问题解答
       1.一个公司可以通过ZigBee认证吗?
       答:不能,ZigBee认证只针对产品。

       2.在何种情况下我可以在自己的产品上使用ZigBee已认证标识?
       答:ZigBee已认证Logo只能应用到通过ZigBee认证的产品上,且必须是经过ZigBee联盟认证的终端产品。具体细节联盟成员可以参见ZigBee名称与Logo政策。

       3.我们的产品成功通过测试,它可以马上通过认证吗?
       答:测试只是验证产品符合ZigBee标准规范的过程,ZigBee联盟在完成所有程序后给予官方认证。官方认证指明单个产品符合ZigBee标准规范以及该产品的制造商同意ZigBee联盟关于认证的相关政策和规定。

       4.我们可以自己认证我们的产品吗?怎样做认证前的工作来减少认证时间和认证费用?
       答:ZigBee成员不能自己认证自己的产品。鼓励成员依据ZigBee官方测试计划联系“预测试”服务机构。此外,ZigBee成员参与测试事件以及ZigFest活动也可以减少测试服务。

       5.产品通过认证需要多久?
       测试所需时间由授权的测试机构决定,但这最终取决于你的产品所需测试的工作量。一旦你的产品通过测试且提交了认证申请,ZigBee联盟大概需要一周来认证。

       6.我可以从授权的测试机构获取测试规范文档吗?
       答:测试规范文档仅对ZigBee联盟成员公开,参见ZigBee联盟网站的会员区。

       7.我们正在规划一款ZigBee终端产品,我们需要使用ZigBee兼容平台吗?使用ZigBee兼容平台的好处是什么?
       答:使用ZigBee兼容平台是进行ZigBee产品认证的基础。如果制造商的最终目标是要使产品通过ZigBee认证,那么必须使用ZigBee兼容平台。即使你的目标不是通过ZigBee认证,ZigBee兼容平台也能确保所有ZigBee通信需要的功能已经分别通过了验证。

       8.我们可以设计不经过认证的ZigBee产品吗?
       答:当然可以。但是产品不能使用ZigBee Logo或者标记。只有使用标准ZigBee规范且通过认证的ZigBee产品才有权使用那些标识。具体细节联盟成员可以参见ZigBee名称与Logo政策。

       9.我们的产品使用了遵守所有ZigBee规格的兼容平台,我们可以声称这个产品是ZigBee产品或者兼容ZigBee吗?
       答:ZigBee联盟成员只可以宣传自己是ZigBee联盟成员,是ZigBee产品的制造商。若未通过认证,ZigBee联盟成员不能在其产品上使用ZigBee Logo,ZigBee标志和ZigBee商标(甚至不允许使用ZigBee这个词)。

       10.我们修改了产品,需要重新测试吗?怎样才能避免重新测试?
       答:通常来说,如果产品已经被修改就必须重新测试,这是为了验证修改是否影响了该产品符合ZigBee标准规范。ZigBee联盟提供了相似性认证计划,允许已认证的产品在修改后与修改前类似的情况下不重新测试。这些修改仅限于颜色,语言,配件等方面,不影响该产品使用ZigBee标准规范来通信。

       11.如果制造商的产品通过了认证,那么可以有权使用ZigBee Logo多长时间?
       答:如果一个产品通过了ZigBee认证,那么ZigBee Logo在它的整个产品生命周期都是允许使用的。只要改产品未被修改且产品的制造商依然是ZigBee联盟成员。

       12.PICS是什么?
       答:PISC(Protocol Implementation Conformance Statement )即协议实现一致性声明文档。该文档列出了ZigBee联盟标准规范文档以及测试文档中包含的所有参数和特性。它将功能和特性分类为强制和可选。对于每一个强制特性产品都必须支持。为了便于测试服务提供机构和ZigBee联盟评估该产品以及开展测试计划,产品制造商必须提供PICS文档。开发者也可以在ZigBee联盟官网上找到经过认证的PICS文档,通过这个文档开发者也可以借鉴参考同类产品的测试认证要求。以TI的ZigBee Light Link Color Light为例,开发者可以清楚的看到产品所支持的Profile,Cluster等。

       13.ZigBee联盟会对已通过ZigBee认证的产品登记在册吗?
       答:当然,所有通过认证的产品都会在ZigBee联盟网站上列出。在ZigBee联盟的网站上可以找到经过认证的产品。Certified Products

       14.我们是ZigBee模块商,我们可否对我们的ZigBee模块进行认证?如果可以,使用我们通过认证的ZigBee模块的产品是否可以认为已获得ZigBee认证?
       答:ZigBee认证只针对ZigBee芯片或ZigBee终端产品。如果ZigBee模块商希望认证自己的模块,需要把模块设计成终端产品设备类型才能认证。使用通过认证的ZigBee模块的产品并不能自动获得ZigBee认证,厂商可以通过相似性认证或重新认证等途径获得新的认证。

       15.现在经过联盟认证通过的ZigBee Home Automation和ZigBee Light Link产品能否和将来的ZigBee 3.0进行兼容呢?
       答:可以做到兼容的。ZigBee联盟在制定ZigBee 3.0协议的时候已经考虑了向前兼容的问题,保证ZigBee3.0产品跟之前经过认证的产品可以互通互联。

五、利用TI ZigBee开发的产品进行测试认证实例介绍
1,产品开发阶段
1)以开发一个符合ZigBee Light Link标准的Light为例。开发者可以用TI关于ZigBee Light Link的开发套件(CC2530ZDK-ZLL),当然开发者也可以直接设计板子。
2)在TI官网下载经过ZigBee联盟认证的,符合ZigBee Light Link标准的协议栈软件Z-Stack Lighting。在协议栈里面已经有实现了标准的Color Light,Remote Control以及Bridge的工程。
3)在ZigBee联盟网站上下载ZigBee Light Link Profile Specification文档,详细介绍关于ZigBee Light Link产品的详细要求。
4)如果以开发者实际的灯板开发,开发者首先需要做的是根据自己的硬件完成PWM等相关驱动,替换TI协议栈中关于LED的驱动,原因可能是开发者的硬件使用的I/O可能跟TI的开发板不一样。
5)关于上层应用的实现,TI已经按照ZigBee Light Link Profile Specification的要求按照,帮助开发者完成了相关Cluster,Attribute,Command,Command Process的实现。开发者可以根据Specification中,对于一个Color Light的要求,在协议栈进行一一对照即可。

1)以开发一个符合ZigBee Home Automation标准的Temperarure Sensor为例。开发者可以用TI的CC2530CC2630相关的开发板。
2)在TI官网下载经过ZigBee联盟认证的,符合ZigBee Home Automation标准的协议栈Z-Stack Home
3)在ZigBee联盟网站上下载ZigBee home Automation Profile Specification文档,详细介绍关于ZigBee Home Automation产品的详细要求。
4)开发者首先需要完成关于Temperature Sensor采集温度的驱动
5)按照ZigBee home Automation Profile Specification文档中Temperature Sensor需要实现的Cluster,Attribute,Command,Command Process。把相关代码加到TI Z-Stack Home的Sample工程去即可。TI的Z-Stack Home协议栈中已经包含了Light,Switch,Temperarure Sensor,Thermostat,Thermostat,DoorLock,DoorLockController,HeatingCoolingUnit等应用实例。

2,认证测试阶段
1)如果开发者所属公司还不是ZigBee联盟会员,需要先加入到ZigBee联盟称为会员单位。加入流程请见http://www.zigbee.org/zigbeealliance/join/
2)开发者可在ZigBee联盟官网的会员区下载针对产品所属profile的Test Specification文档,该文档主要介绍了产品需要做哪些测试项目。
3)开发者联系测试实验室,了解测试的具体步骤包括寄送样品,PICS文档填写,DoC签署等。
4)测试一般分为两轮,分别是预测试和正式测试,完成测试后测试实验室提交测试报告给ZigBee联盟。
5)开发者完成网上申请,上传产品资料、PICS文档和DoC声明等,ZigBee联盟审核开发者的网上申请和测试实验室的测试报告,一般在一周内颁发ZigBee认证证书,同时将该产品列在ZigBee联盟官网的产品区。

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